JPH09284035A - Antenna system for on-vehicle radar - Google Patents
Antenna system for on-vehicle radarInfo
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- JPH09284035A JPH09284035A JP8089678A JP8967896A JPH09284035A JP H09284035 A JPH09284035 A JP H09284035A JP 8089678 A JP8089678 A JP 8089678A JP 8967896 A JP8967896 A JP 8967896A JP H09284035 A JPH09284035 A JP H09284035A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、車載レーダの視
野内においてビーム走査領域以外での受信電力を低減
し、且つ電子制御によりビームを走査し得るようにした
車載レーダ用アンテナ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-vehicle radar antenna device capable of reducing the received power in a field other than the beam scanning area within the field of view of the on-vehicle radar and scanning the beam under electronic control. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１３は従来の車載レーダ用アンテナ装
置を示す構成図である。図において、１ｅ−１１〜１ｅ
−ｎｍ及び１ｆ−１１〜１ｆ−ｎｍは素子アンテナ、６
ｆは上記素子アンテナ１ｆ−１１〜１ｆ−ｎｍを含む受
信用アンテナ、７は上記受信用アンテナ６ｆから出力さ
れる受信高周波、８は上記受信高周波７が入力される受
信機、１０は上記素子アンテナ１ｅ−１１〜１ｅ−ｎｍ
と接続される分配回路、１１ｂは上記素子アンテナ１ｅ
−１１〜１ｅ−ｎｍと上記分配回路１０とから構成され
る送信用アンテナ、１２は送信機、１３は上記送信機１
２から出力され上記送信用アンテナ１１ｂに供給される
送信高周波、１４は上記送信機１２から上記受信機８に
出力されるリファレンス、１５は上記受信機８から出力
されるビート信号である。2. Description of the Related Art FIG. 13 is a block diagram showing a conventional on-vehicle radar antenna device. In the figure, 1e-11 to 1e
-Nm and 1f-11 to 1f-nm are element antennas, 6
f is a receiving antenna including the element antennas 1f-11 to 1f-nm, 7 is a receiving high frequency output from the receiving antenna 6f, 8 is a receiver to which the receiving high frequency 7 is input, 10 is the element antenna 1e-11 to 1e-nm
A distribution circuit connected to the element antenna 11e.
-11 to 1e-nm and the transmitting antenna composed of the distribution circuit 10, 12 is a transmitter, and 13 is the transmitter 1
Reference numeral 14 is a reference signal output from the transmitter 12 to the receiver 8, and reference numeral 15 is a beat signal output from the receiver 8.
【０００３】次に作用について説明する。以下の説明に
おいて受信用アンテナ６ｆ、送信用アンテナ１１ｂ、受
信機８及び送信機１２は、仮に前方監視用車載レーダ用
アンテナ装置として自車前方部に搭載されているものと
する。Next, the operation will be described. In the following description, the receiving antenna 6f, the transmitting antenna 11b, the receiver 8 and the transmitter 12 are assumed to be installed in the front part of the vehicle as an antenna device for forward monitoring on-vehicle radar.
【０００４】まず、送信機１２より送信高周波１３が送
信用アンテナ装置１１ｂの分配回路１０に送られる。こ
の送信高周波１３は分配回路１０により複数個の素子ア
ンテナ１ｅ−１１〜１ｅ−ｎｍに分配・供給され、各素
子アンテナ１ｅ−１１〜１ｅ−ｎｍから空間に電磁波と
して放射され送信波４１を形成する。通常、この送信波
４１はビーム幅がレーダの最大探知距離において車線幅
とほぼ等しくなるような送信ビームであり、送信用アン
テナ１１ｂから自車の前方に固定ビームとして放射され
る。放射された送信波４１は、自車と同一の車線で且つ
最大探知距離以内に存在する目標車に照射され、その反
射波４２が再び自車の受信用アンテナ６ｆに到来する。First, the transmitter 12 sends a high-frequency wave 13 to the distribution circuit 10 of the transmitting antenna unit 11b. The transmission high frequency 13 is distributed and supplied to the plurality of element antennas 1e-11 to 1e-nm by the distribution circuit 10, and is radiated as an electromagnetic wave into space from each element antenna 1e-11 to 1e-nm to form a transmission wave 41. . Usually, the transmission wave 41 is a transmission beam whose beam width is substantially equal to the lane width at the maximum detection distance of the radar, and is radiated from the transmission antenna 11b in front of the vehicle as a fixed beam. The emitted transmission wave 41 is applied to the target vehicle existing in the same lane as the own vehicle and within the maximum detection distance, and the reflected wave 42 reaches the receiving antenna 6f of the own vehicle again.
【０００５】受信用アンテナ６ｆに到来した反射波４２
は複数個の素子アンテナ１ｆ−１１〜１ｆ−ｎｍで受信
され第５の合成回路４０にて受信高周波７として電力合
成される。ここで、反射波４２を受信する受信用アンテ
ナ６ｆの受信ビームは、通常、送信ビームと同様の放射
パターン形状のものが使われる。電力合成された受信高
周波７は受信用アンテナ６ｆから受信機８に送出され、
受信機８において送信機１２から送られたリファレンス
１４との差をとることによって距離と相対速度に応じた
ビート信号が受信機８から図には示していないが後段の
レーダ信号処理器に送られる。車載レーダは通常ＦＭ−
ＣＷ方式を採用しており、後段での信号処理により目標
車との距離と相対速度を算出し、これらの情報をもとに
衝突防止等の制御を行っている。The reflected wave 42 arriving at the receiving antenna 6f
Are received by a plurality of element antennas 1f-11 to 1f-nm and are combined by the fifth combining circuit 40 as a received high frequency wave 7. Here, as the reception beam of the reception antenna 6f for receiving the reflected wave 42, a radiation pattern having the same radiation pattern shape as the transmission beam is usually used. The received high frequency wave 7 that has been power-combined is sent from the receiving antenna 6f to the receiver 8,
By taking the difference from the reference 14 sent from the transmitter 12 in the receiver 8, a beat signal according to the distance and the relative speed is sent from the receiver 8 to a radar signal processor in the subsequent stage though not shown in the figure. . In-vehicle radar is usually FM-
The CW system is adopted, the distance to the target vehicle and the relative speed are calculated by signal processing in the subsequent stage, and control such as collision prevention is performed based on these information.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の車載レーダ用ア
ンテナ装置は以上のように構成されているので、ビーム
走査ができず、カーブ走行時には自車線上の目標車がレ
ーダの視野外に出てしまうという問題点があった。ま
た、このような車載レーダ用アンテナ装置のビームを走
査するためには、送信及び受信用アンテナを機械式に回
転する必要があり、車載レーダ用アンテナ装置が大型化
し重量が増加するとともにコストも増加するという問題
点もあった。一般に、機械式回転を用いずにビーム走査
を行うためには各素子アンテナへの設定位相を複数個の
可変移相器により制御する電子制御アンテナがあるが、
可変移相器が非常に高価であるためコストの低減ができ
ないという問題点があった。Since the conventional on-vehicle radar antenna device is constructed as described above, the beam scanning cannot be performed, and the target vehicle on the lane of the vehicle is out of the field of view of the radar when traveling on a curve. There was a problem that it would end up. Further, in order to scan the beam of such an on-vehicle radar antenna device, it is necessary to mechanically rotate the transmitting and receiving antennas, which increases the size and weight of the on-vehicle radar antenna device and also increases the cost. There was also the problem of doing. Generally, in order to perform beam scanning without using mechanical rotation, there is an electronic control antenna that controls the set phase for each element antenna by a plurality of variable phase shifters.
There is a problem that the cost cannot be reduced because the variable phase shifter is very expensive.
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、電子制御によりビーム走査
が可能な小形／薄型の車載レーダ用アンテナ装置を得る
と共に、システム性能を劣化させることなく可変移相器
の数を削減することを目的としている。また、ビーム走
査しても目標車のみを検出できる小形／薄型で低コスト
の車載レーダ用アンテナ装置を得ることを目的としてい
る。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain a compact / thin vehicle-mounted radar antenna device capable of beam scanning by electronic control and to deteriorate system performance. The purpose is to reduce the number of variable phase shifters. It is another object of the present invention to obtain a small / thin, low-cost in-vehicle radar antenna device capable of detecting only a target vehicle even if beam scanning is performed.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の車載レーダ用
アンテナ装置は、複数個の素子アンテナを第１の合成回
路に接続して得られるサブアレイを複数個配置し、上記
サブアレイの出力端である上記第１の合成回路の各出力
端に可変移相器を各々接続し、更に上記可変移相器を第
２の合成回路に接続して得られる受信用アンテナと、上
記受信用アンテナの近くに配置され、上記受信用アンテ
ナのビーム走査領域を主ビームで覆い、且つ上記受信用
アンテナのグレーティングローブ発生領域において低サ
イドローブを形成する手段を有する送信用アンテナとを
備えたものである。According to another aspect of the present invention, there is provided an antenna device for a vehicle-mounted radar, wherein a plurality of sub-arrays obtained by connecting a plurality of element antennas to a first synthesizing circuit are arranged, and at the output end of the sub-array. A variable phase shifter is connected to each output terminal of the certain first combining circuit, and the variable phase shifter is further connected to the second combining circuit. And a transmitting antenna having means for covering the beam scanning region of the receiving antenna with the main beam and forming a low side lobe in the grating lobe generation region of the receiving antenna.
【０００９】また、請求項２の車載レーダ用アンテナ装
置は、請求項１記載の車載レーダ用アンテナ装置におい
て、受信用アンテナを、サブアレイの出力端である第１
の合成回路の各出力端に接続される可変移相器の代わり
に各々スイッチを接続し、第２の合成回路の代わりに遅
延線路の長さがビーム走査方向によって異なる複数個の
第３の合成回路を設け、更に複数個の上記第３の合成回
路との接続を上記スイッチにより切り換える受信用アン
テナとしたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided an on-vehicle radar antenna device according to the first aspect, wherein the receiving antenna is the output end of the sub-array.
A switch is connected instead of the variable phase shifter connected to each output terminal of the synthesizing circuit, and instead of the second synthesizing circuit, a plurality of third synthesizing units each having a delay line whose length varies depending on the beam scanning direction. A receiving antenna in which a circuit is provided and the connection with a plurality of the third combining circuits is switched by the switch is provided.
【００１０】また、請求項３の車載レーダ用アンテナ装
置は、請求項１記載の車載レーダ用アンテナ装置におい
て、受信用アンテナを、複数個の素子アンテナを第１の
合成回路に接続して得られるサブアレイを複数個配置
し、上記サブアレイの出力端である上記第１の合成回路
の各出力端に方向性結合器と遅延線路とから成るバトラ
ーマトリックス給電回路を接続した受信用アンテナとし
たものである。An on-vehicle radar antenna device according to a third aspect of the invention is the on-vehicle radar antenna device according to the first aspect, wherein the receiving antenna is obtained by connecting a plurality of element antennas to the first combining circuit. A plurality of sub-arrays are arranged, and a reception antenna is formed by connecting a Butler matrix feed circuit including a directional coupler and a delay line to each output end of the first combining circuit which is an output end of the sub-array. .
【００１１】また、請求項４の車載レーダ用アンテナ装
置は、請求項３記載の車載レーダ用アンテナ装置におい
て、受信用アンテナにおける複数個のサブアレイの配置
間隔を、バトラーマトリックス給電回路により決定され
る各ビームに応じた各サブアレイの移相量と所望のビー
ム間隔に基づいて得られるサブアレイ間隔としたもので
ある。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an on-vehicle radar antenna device according to the third aspect, wherein the arrangement intervals of the plurality of sub-arrays in the receiving antenna are determined by the Butler matrix feeding circuit. The sub-array spacing is obtained based on the phase shift amount of each sub-array according to the beam and the desired beam spacing.
【００１２】また、請求項５の車載レーダ用アンテナ装
置は、請求項３記載の車載レーダ用アンテナ装置におい
て、受信用アンテナを、サブアレイの出力端である第１
の合成回路の各出力端とバトラーマトリックス給電回路
との間に遅延線路を具備した受信用アンテナとしたもの
である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an on-vehicle radar antenna device according to the third aspect, wherein the receiving antenna is the output end of the sub-array.
Is a receiving antenna having a delay line between each output terminal of the combining circuit and the Butler matrix feeding circuit.
【００１３】また、請求項６の車載レーダ用アンテナ装
置は、請求項３記載の車載レーダ用アンテナ装置におい
て、受信用アンテナにおける複数個のサブアレイの配置
間隔を、バトラーマトリックス給電回路及び遅延線路に
より決定される各ビームに応じた各サブアレイの移相量
と所望のビーム間隔に基づいて得られるサブアレイ間隔
としたものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an on-vehicle radar antenna device according to the third aspect, wherein the arrangement intervals of the plurality of sub-arrays in the receiving antenna are determined by a Butler matrix feeding circuit and a delay line. The sub-array spacing is obtained based on the phase shift amount of each sub-array corresponding to each beam to be formed and the desired beam spacing.
【００１４】また、請求項７の車載レーダ用アンテナ装
置は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の車載レーダ
用アンテナ装置において、送信用アンテナと受信用アン
テナの送信機及び受信機への接続を各々逆にし、上記送
信用アンテナを受信用、上記受信用アンテナを送信用と
して用いるものである。Further, an on-vehicle radar antenna device according to claim 7 is the on-vehicle radar antenna device according to any one of claims 1 to 6, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are a transmitter and a receiver. The connection is reversed, and the transmitting antenna is used for receiving and the receiving antenna is used for transmitting.
【００１５】[0015]
発明の実施の形態１．以下、この発明の一実施の形態を
図について説明する。図１は車載レーダ用アンテナ装置
の構成図、図２は送信用アンテナ及び受信用アンテナの
パターン図、図３は運用を説明するための説明図であ
り、１、６〜８、及び１０〜１５は上記従来の車載レー
ダ用アンテナ装置で示したものに相当するものである。First Embodiment of the Invention Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an on-vehicle radar antenna device, FIG. 2 is a pattern diagram of a transmitting antenna and a receiving antenna, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation, which are 1, 6 to 8 and 10 to 15. Corresponds to that shown in the above conventional antenna device for a vehicle-mounted radar.
【００１６】図において、２ａ〜２ｄは第１の合成回
路、３ａ〜３ｄは上記素子アンテナ１と上記第１の合成
回路２を総称したサブアレイ、４ａ〜４ｄはそれぞれ上
記第１の合成回路２ａ〜２ｄに接続される可変移相器、
５は上記可変移相器４ａ〜４ｄに接続される第２の合成
回路、９−１１〜９ｎｍはそれぞれ上記素子アンテナ１
ｅ−１１〜１ｅ−ｎｍに接続される遅延線路、１６ａ〜
１６ｄは水平面内角度θAZ、１７ａと１７ｂは上記サブ
アレイ３のサブアレイパターン、１８ａと１８ｂは上記
受信用アンテナ６ａにおける受信パターンの主ビーム、
１９ａと１９ｂは上記受信用アンテナ６ａにおける受信
パターンのグレーティングローブ、２０ａと２０ｂは車
載レーダ用アンテナ装置の許容レベル、２１は上記受信
用アンテナ６ａにおける受信ビーム走査領域、２２ａと
２２ｂは受信パターンにおけるグレーティングローブ発
生領域（受信）、２３は車載レーダ用アンテナ装置を搭
載する自車、２４は自車線上前方を走行する目標車、２
５ａと２５ｂは自車線以外の車線を走行する他車であ
る。In the figure, 2a to 2d are first combining circuits, 3a to 3d are sub-arrays that collectively refer to the element antenna 1 and the first combining circuit 2, and 4a to 4d are the first combining circuits 2a to 2, respectively. Variable phase shifter connected to 2d,
5 is a second combining circuit connected to the variable phase shifters 4a to 4d, and 9-11 to 9 nm are the element antennas 1 respectively.
delay lines connected to e-11 to 1e-nm, 16a to
16d is an angle in the horizontal plane θ AZ , 17a and 17b are sub-array patterns of the sub-array 3, 18a and 18b are main beams of the reception pattern in the reception antenna 6a,
Reference numerals 19a and 19b are grating lobes of the reception pattern in the reception antenna 6a, 20a and 20b are allowable levels of the on-vehicle radar antenna device, 21 is a reception beam scanning area in the reception antenna 6a, and 22a and 22b are gratings in the reception pattern. Lobe generation area (reception), 23 is a vehicle equipped with an on-vehicle radar antenna device, 24 is a target vehicle traveling in front of the vehicle lane, 2
5a and 25b are other vehicles that travel in lanes other than the own lane.
【００１７】次に、作用について説明する。以下の説明
において受信用アンテナ６ａ、送信用アンテナ１１ａ、
受信機８及び送信機１２は、仮に前方監視用車載レーダ
用アンテナ装置として自車２３の前方部に搭載されてお
り、送信パターンは固定ビーム、受信パターンは電子制
御によりビーム走査するものとする。また、自車線上前
方には目標車２４が走行し、自車線以外の車線には他車
２５ａと２５ｂが走行しているものとする。ここで目標
車２４、他車２５ｂ、及び他車２５ａの存在する水平面
内角度θAZ １６ｄは自車２３の正面（θAZ＝０°）か
ら各々θ0 、−θg1及びθg2の角度方向に存在するもの
とする。Next, the operation will be described. In the following description, the receiving antenna 6a, the transmitting antenna 11a,
The receiver 8 and the transmitter 12 are provisionally mounted on the front part of the own vehicle 23 as an on-vehicle radar antenna device for forward monitoring, and the transmission pattern is fixed beam scanning, and the reception pattern is beam scanning under electronic control. Further, it is assumed that the target vehicle 24 is traveling in the front of the own lane and the other vehicles 25a and 25b are traveling in lanes other than the own lane. Here, the angle θ AZ 16d in the horizontal plane where the target vehicle 24, the other vehicle 25b, and the other vehicle 25a exist is the angle directions of θ 0 , −θ g1, and θ g2 from the front of the own vehicle 23 (θ AZ = 0 °), respectively. Shall exist.
【００１８】まず、受信用アンテナ６ａの動作について
説明する。説明において、サブアレイ３の数は便宜上仮
に４個としている。受信用アンテナ６ａに到来した電磁
波は素子アンテナ１で受信され、各第１の合成回路３ａ
〜３ｄで合成された後、その合成信号が各サブアレイ３
ａ〜３ｄから可変移相器４ａ〜４ｄに出力される。可変
移相器４では、外部からの制御信号により所望のビーム
走査位相が設定され、各サブアレイ３ａ〜３ｄからの出
力信号の位相を変化させた後、第２の合成回路５に出力
される。更にこの出力は第２の合成回路５にて電力合成
され、受信高周波７として受信機８に送出される。従っ
て、この受信用アンテナ６ａは、主ビーム１８を水平面
内でビーム走査できるが、サブアレイパターン１７に従
ったサイドローブレベルよりも大きいグレーティングロ
ーブ１９を有する受信パターンを形成する。First, the operation of the receiving antenna 6a will be described. In the description, the number of sub-arrays 3 is assumed to be four for convenience. The electromagnetic waves arriving at the receiving antenna 6a are received by the element antenna 1 and are received by the respective first combining circuits 3a.
~ 3d, the combined signal is combined with each sub-array 3
Output from a to 3d to the variable phase shifters 4a to 4d. In the variable phase shifter 4, a desired beam scanning phase is set by an external control signal, the phase of the output signal from each of the sub-arrays 3a to 3d is changed, and then output to the second synthesizing circuit 5. Further, this output is power-combined by the second combining circuit 5 and sent to the receiver 8 as a reception high frequency wave 7. Therefore, the receiving antenna 6 a can scan the main beam 18 in the horizontal plane, but forms a receiving pattern having a grating lobe 19 larger than the side lobe level according to the sub-array pattern 17.
【００１９】一般に、レーダの最大探知距離Ｒmax は、
送信機１２の送信電力をＰt 、送信用アンテナ１１ａの
利得をＧt 、受信用アンテナ６ａの利得をＧr 、自由空
間波長をλ、目標物のレーダ散乱断面積をσ、円周率を
π、及び受信機８の最小探知可能電力をＳmin とする
と、大気減衰等を省略して次式で示される。Generally, the maximum detection distance R max of a radar is
The transmission power of the transmitter 12 is P t , the gain of the transmitting antenna 11a is G t , the gain of the receiving antenna 6a is G r , the free space wavelength is λ, the radar scattering cross section of the target is σ, and the circular constant is When π and the minimum detectable power of the receiver 8 are S min , atmospheric attenuation and the like are omitted, and the following equation is given.
【００２０】[0020]
【数１】 [Equation 1]
【００２１】ここで、送信用アンテナ１１ａと受信用ア
ンテナ６ａの利得Ｇt とＧr は角度の関数であるため、
最大探知距離もまた角度によって変化する。Since the gains G t and G r of the transmitting antenna 11a and the receiving antenna 6a are functions of angles,
The maximum detection distance also changes depending on the angle.
【００２２】また、レーダからの距離Ｒに存在する目標
物から反射され、受信用アンテナ６ａで受信される受信
電力Ｐr は次式で示すことができる。Further, the received power P r received by the receiving antenna 6a after being reflected from the target existing at the distance R from the radar can be expressed by the following equation.
【００２３】[0023]
【数２】 [Equation 2]
【００２４】従って、（１）式と（２）式から分かるよ
うに、レーダが所望の目標車２４を正確に探知するため
には、目標車２４が存在する方向以外での受信電力Ｐr
は最小探知可能電力Ｓmin よりも小さくなければならな
い。このためには、（２）式におけるアンテナ利得の送
受積Ｇt ・Ｇr が目標車２４の存在する方向以外でこの
条件を満足する値であればよい。Therefore, as can be seen from the equations (1) and (2), in order for the radar to accurately detect the desired target vehicle 24, the received power P r in directions other than the direction in which the target vehicle 24 is present.
Must be less than the minimum detectable power S min . For this purpose, the transmission / reception product G t · G r of the antenna gain in the equation (2) should be a value that satisfies this condition in directions other than the direction in which the target vehicle 24 exists.
【００２５】しかし、仮に受信ビーム走査領域２１以外
で受信パターンにグレーティングローブ１９を有する車
載レーダ用アンテナ装置において、この送信パターンが
ビーム幅がほぼ受信ビーム走査領域２１を覆うような利
得最大の均一分布で形成した送信パターンで、且つ、他
車２５ａと２５ｂの角度方向に受信パターンのグレーテ
ィングローブ１９ａが存在する場合には、他車２５ａと
２５ｂからの受信電力Ｐr は最小探知可能電力Ｓmin よ
りも大きくなり、目標車２４と他車２５ａ及び２５ｂと
の分離ができなくなってしまう。However, in an on-vehicle radar antenna device having a grating lobe 19 in the reception pattern outside the reception beam scanning area 21, this transmission pattern has a uniform distribution with a maximum gain such that the beam width almost covers the reception beam scanning area 21. If the grating lobe 19a of the reception pattern exists in the transmission pattern formed in step 5 and the other vehicles 25a and 25b in the angular direction, the received power P r from the other vehicles 25a and 25b is less than the minimum detectable power S min . Also, the target vehicle 24 cannot be separated from the other vehicles 25a and 25b.
【００２６】そこで、受信電力Ｐr が最小探知可能電力
Ｓmin よりも大きくなるグレーティングローブ発生領域
（受信）２２ａ及び２２ｂにおいて、受信電力Ｐr が最
小探知可能電力Ｓmin を越えないようなアンテナ利得の
送受積Ｇt ・Ｇr を満たす送信利得Ｇt を有する送信用
アンテナ１１ａが必要となる。このためには、送信用ア
ンテナ１１ａにおける複数個の素子アンテナ１ｅ−１１
〜１ｅ−ｎｍと分配回路１０との間に遅延線路９−１１
〜９−ｎｍを設ければよく、以下このような遅延線路９
を設けた送信用アンテナ１１ａの動作について説明す
る。[0026] Thus, the received power P r is the minimum detectability power S min grating lobe generation region (reception) larger than 22a and 22b, the received power P r is the antenna gain that does not exceed the minimum detectability power S min The transmission antenna 11a having a transmission gain G t that satisfies the transmission / reception product G t · G r is required. To this end, a plurality of element antennas 1e-11 in the transmitting antenna 11a are used.
A delay line 9-11 between ~ 1e-nm and the distribution circuit 10.
.About.9-nm may be provided.
The operation of the transmitting antenna 11a provided with will be described.
【００２７】まず、送信機１２より送信高周波１３が送
信用アンテナ装置１１ａの分配回路１０に送られ、複数
個の遅延線路９−１１〜９−ｎｍに分配される。遅延線
路９ではグレーティングローブ発生領域（受信）２２に
おいて低サイドローブ化を行うための遅れ位相が与えら
れた後、複数個の素子アンテナ１ｅ−１１〜１ｅ−ｎｍ
に分配・供給される。そして、各素子アンテナ１ｅ−１
１〜１ｅ−ｎｍは空間に電磁波を放射する。分配回路１
０の分配比及び各遅延線路９での遅れ移相量を所望の設
定値とすることにより、受信ビーム走査領域２１におい
てはビーム幅が広く、且つグレーティングローブ発生領
域（受信）２２においてはサイドローブレベルの低い固
定の送信パターンを形成することができる。First, the transmitter 12 sends the transmission high frequency wave 13 to the distribution circuit 10 of the transmission antenna device 11a, and distributes it to the plurality of delay lines 9-11 to 9-nm. In the delay line 9, a plurality of element antennas 1e-11 to 1e-nm are provided after a delay phase for reducing the side lobe is given in the grating lobe generation region (reception) 22.
Will be distributed and supplied to. Then, each element antenna 1e-1
1-1 e-nm radiates an electromagnetic wave in space. Distribution circuit 1
By setting the distribution ratio of 0 and the delay phase shift amount in each delay line 9 to desired setting values, the beam width is wide in the reception beam scanning region 21 and the side lobes in the grating lobe generation region (reception) 22. A low level fixed transmission pattern can be formed.
【００２８】このような送信パターンが送信用アンテナ
１１ａから自車２３の前方に固定ビームとして放射され
た場合、自車２３と同一の車線上距離Ｒ0 を走行する目
標車２４からの受信機８での受信電力Ｐr （θ0 ）は、
目標車２４が存在する水平面内角度θAZ１６ｄがθ0 の
方向での送信利得及び受信利得をそれぞれＧt （θ0）
及びＧr （θ0 ）とすると次式のようになる。When such a transmission pattern is radiated as a fixed beam in front of the own vehicle 23 from the transmitting antenna 11a, the receiver 8 from the target vehicle 24 traveling the same lane distance R 0 as the own vehicle 23. The received power P r (θ 0 ) at
Horizontal plane angle theta AZ 16d of the target vehicle 24 is present the transmission gain and reception gain in the direction of theta 0 respectively G t (θ 0)
And G r (θ 0 ), the following equation is obtained.
【００２９】[0029]
【数３】 (Equation 3)
【００３０】一方、水平面内角度θAZ１６ｄが受信パタ
ーンにおいてグレーティングローブが発生するθg2の方
向（距離Ｒg2の位置）を走行する他車２５ａからの受信
機８での受信電力Ｐr （θg2）は、他車２５ａが存在す
る方向での送信利得及び受信利得をそれぞれＧt
（θg2）及びＧr （θg2）とすると次式のようになる。On the other hand, the received power P r (θ at the receiver 8 from the other vehicle 25a traveling in the direction of θ g2 (position of the distance R g2 ) where the angle θ AZ 16d in the horizontal plane is generated in the reception pattern in the grating pattern. g2) is the transmission gain and reception gain in the direction other vehicle 25a is present respectively G t
If (θ g2 ) and G r (θ g2 ) are given, the following equation is obtained.
【００３１】[0031]
【数４】 (Equation 4)
【００３２】従って、グレーティングローブ発生領域
（受信）２２に対応した送信パターンの角度領域を低サ
イドローブ化してこの領域における送信用アンテナ１１
ａの送信利得Ｇt を低減させることにより、アンテナ利
得の送受積Ｇt ・Ｇr を下げることができ、グレーティ
ングローブ発生角度θg に他車２５が存在する場合で
も、次式を満足させることができる。Therefore, the angle region of the transmission pattern corresponding to the grating lobe generation region (reception) 22 is made into a low side lobe, and the transmitting antenna 11 in this region is formed.
By reducing the transmission gain G t of “ a”, the transmission / reception product G t · G r of the antenna gain can be reduced, and the following expression should be satisfied even when the other vehicle 25 exists at the grating lobe generation angle θ g. You can
【００３３】[0033]
【数５】 (Equation 5)
【００３４】つまり、グレーティングローブが発生する
方向でアンテナの送受積Ｇt ・Ｇrを低減させることに
より、この方向での受信電力Ｐr （θg ）を常に受信機
８の最小探知可能電力Ｓmin 未満にすることができ、目
標車２４の他に他車２５が存在する環境下でも確実に目
標車２４のみを検出する車載レーダ用アンテナ装置とし
て動作する。That is, by reducing the transmission / reception product G t · G r of the antenna in the direction in which the grating lobe occurs, the received power P r (θ g ) in this direction is always the minimum detectable power S of the receiver 8. It can be less than min , and operates as an on-vehicle radar antenna device that reliably detects only the target vehicle 24 even in an environment where another vehicle 25 exists in addition to the target vehicle 24.
【００３５】以上のように、この発明の発明の実施の形
態１によれば、複数個の受信サブアレイに各々可変移相
器を介して合成回路に接続した構成としているため、グ
レーティングローブは発生するが所望の走査領域に受信
ビームを電子走査でき、機械式回転機構を必要としない
小形／薄型の車載レーダ用アンテナ装置を実現できる効
果が得られる。また、送信用アンテナに遅延線路と分配
回路を設けているため、各素子アンテナに所望の励振位
相と励振振幅を与えることができ、受信ビームの電子走
査に伴って発生するグレーティングローブ発生領域にお
いて送信パターンのサイドローブレベルを下げることが
できる。従って、受信ビームを目標車の方向にビーム走
査した場合、他車がグレーティングローブ発生領域に存
在していてもこの方向でのアンテナの送受積Ｇt ・Ｇr
を低減できるため、他車からの反射による受信電力を常
に受信機の最小探知可能電力未満にすることができ、ビ
ーム走査機能を有し確実に目標車のみを検出できる車載
レーダ用アンテナ装置を少ない可変移相器で、つまり低
コストで実現できる効果が得られる。As described above, according to the first embodiment of the present invention, since the plurality of receiving sub-arrays are connected to the combining circuit via the variable phase shifters, respectively, a grating lobe is generated. However, it is possible to electronically scan the reception beam in a desired scanning area, and it is possible to obtain a small / thin vehicle radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism. Also, because the transmission antenna is equipped with a delay line and a distribution circuit, it is possible to give each element antenna a desired excitation phase and excitation amplitude, and to transmit in the grating lobe generation region that occurs with electronic scanning of the reception beam. The side lobe level of the pattern can be lowered. Therefore, when the received beam is scanned in the direction of the target vehicle, the transmission / reception product G t · G r of the antenna in this direction even if another vehicle is present in the grating lobe generation region.
Therefore, the received power due to reflection from other vehicles can always be kept below the minimum detectable power of the receiver, and there are few antenna devices for vehicle-mounted radar that have a beam scanning function and can reliably detect only the target vehicle. The effect that can be realized with a variable phase shifter, that is, at low cost is obtained.
【００３６】発明の実施の形態２．上記発明の実施の形
態１では、受信用アンテナ６ａにおいて各サブアレイ３
ａ〜３ｄと第２の合成回路５との間に各々可変移相器４
ａ〜４ｄを接続し、この可変移相器４に外部からビーム
走査位相を設定することにより受信ビームの電子走査を
可能としているが、図４に示すように、各サブアレイ３
ａ〜３ｄに各々スイッチ２６ａ〜２６ｄを接続し、この
全てのスイッチ２６の出力に受信ビーム数分の第３の合
成回路２７ａ〜２７ｂを接続し、更にこれら全ての第３
の合成回路２７ａ〜２７ｂにスイッチ２６ｅを接続した
場合について説明する。Embodiment 2 of the Invention In the first embodiment of the invention described above, each sub-array 3 in the receiving antenna 6a is
a to 3d and the second synthesizing circuit 5 respectively.
By connecting a to 4d and setting the beam scanning phase from the outside to this variable phase shifter 4, electronic scanning of the reception beam is possible. However, as shown in FIG.
a to 3d are connected to switches 26a to 26d, respectively, and outputs of all the switches 26 are connected to third combining circuits 27a to 27b corresponding to the number of received beams.
A case in which the switch 26e is connected to the combining circuits 27a and 27b will be described.
【００３７】この場合、第３の合成回路２７ａ〜２７ｂ
の各透過位相を各々所望の方向に所望の受信パターンを
形成するために必要な移相量とし、前段の各スイッチ２
６ａ〜２６ｄにより全てのサブアレイ３を共通の第３の
合成回路２７に接続し、更にスイッチ２６ｅによって、
上記共通の第３の合成回路２７の出力を受信用アンテナ
６ｂの受信高周波７として出力することができる。この
ため、高価な可変移相器４を用いずにスイッチ２６を電
子制御するだけで受信ビームを電子的に走査することが
できる。In this case, the third combining circuits 27a-27b
Each of the transmission phases of is set as a phase shift amount required to form a desired reception pattern in a desired direction, and
6a to 26d connect all the sub-arrays 3 to a common third combining circuit 27, and a switch 26e
The output of the common third combining circuit 27 can be output as the reception high frequency wave 7 of the reception antenna 6b. Therefore, the receive beam can be electronically scanned only by electronically controlling the switch 26 without using the expensive variable phase shifter 4.
【００３８】また、上記発明の実施の形態２はサブアレ
イ３の数が４個の場合について示したが、任意のサブア
レイ数であっても同様に構成でき、上記同様の効果が得
られる。Although the second embodiment of the present invention has described the case where the number of sub-arrays 3 is four, the same configuration can be achieved even if the number of sub-arrays is arbitrary, and the same effect as described above can be obtained.
【００３９】以上のように、上記発明の実施の形態２に
よれば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域
において低サイドローブ化した送信パターンを形成する
送信用アンテナとともに、受信用アンテナとして、透過
位相の異なる受信ビーム数分の合成回路の一つを可変移
相器よりも低コストのスイッチによりサブアレイに任意
に接続する受信用アンテナを用いているため、機械式回
転機構を必要としない小形／薄型で、且つビーム走査機
能を有し確実に目標車のみを検出できる車載レーダ用ア
ンテナ装置を実現できる効果が得られるとともに、可変
移相器を用いた場合に比べ低コスト化できる効果が得ら
れる。As described above, according to the second embodiment of the present invention, a transmission antenna that forms a transmission pattern with a low sidelobe in a grating lobe generation region of the reception pattern is formed, and a transmission phase of the transmission phase is used as the reception antenna. Since a receiving antenna that arbitrarily connects one of the combining circuits for different numbers of receiving beams to the sub-array by a switch that is lower in cost than the variable phase shifter is used, it is compact and thin that does not require a mechanical rotation mechanism. In addition, an effect that an antenna device for an on-vehicle radar that has a beam scanning function and can reliably detect only a target vehicle can be realized, and an effect that cost can be reduced compared to a case where a variable phase shifter is used are obtained.
【００４０】発明の実施の形態３．次に、図５及び図６
に示すように、受信用アンテナ６ｃにおいて各サブアレ
イ３ａ〜３ｄの出力に複数個の方向性結合器３３と複数
個の遅延線路３４とからなるバトラーマトリックス給電
回路２８を接続し、更に上記バトラーマトリックス給電
回路２８の各出力をスイッチ２６ｆに接続した場合につ
いて説明する。ここで、全ての素子アンテナ１は均一間
隔で配置されているものとする。また、図７はこの場合
におけるビーム方向を説明するための説明図である。Embodiment 3 of the Invention Next, FIGS. 5 and 6
As shown in FIG. 5, in the receiving antenna 6c, a Butler matrix feeding circuit 28 including a plurality of directional couplers 33 and a plurality of delay lines 34 is connected to the outputs of the sub-arrays 3a to 3d, and the Butler matrix feeding is performed. A case where each output of the circuit 28 is connected to the switch 26f will be described. Here, it is assumed that all the element antennas 1 are arranged at uniform intervals. FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the beam direction in this case.
【００４１】バトラーマトリックス給電回路２８におけ
る方向性結合器３３はある一方の入力端子からの入力を
位相が等しい出力と９０度の遅れ位相の出力とに分ける
機能があり、また、遅延線路３４は４５度の遅れ位相を
与える機能がある。従って、バトラーマトリックス給電
回路２８からの出力であるビーム１ ２９ａ、ビーム２
３０ａ、ビーム３ ３１ａ、及びビーム４ ３２ａ
は、サブアレイ３間の位相差がサブアレイ３ａを基準と
すると、各々−４５度、＋１３５度、−１３５度、及び
＋４５度の関係になり、この出力ビームの各々が主ビー
ム方向の異なる受信ビームとなる。また、各サブアレイ
３間の位相差を各受信ビーム毎に見てみると、ビーム間
で９０度の一定な差であるため、ビーム間隔θa ３６が
等しいサブアレイ数分のマルチビームが得られる。よっ
て、バトラーマトリックス給電回路２８から出力される
この各ビームをスイッチ２６ｆで電子的に切り換えるこ
とにより、受信ビームを等間隔で電子走査することがで
きる。The directional coupler 33 in the Butler matrix feed circuit 28 has a function of dividing an input from one input terminal into an output having the same phase and an output having a delay phase of 90 degrees, and the delay line 34 is 45. There is a function to give a delay phase of degree. Therefore, the output from the Butler matrix feed circuit 28 is beam 1 29a, beam 2
30a, beam 3 31a, and beam 4 32a
With respect to the sub-array 3a, the phase difference between the sub-arrays 3 is -45 degrees, +135 degrees, -135 degrees, and +45 degrees, respectively. Become. Further, when the phase difference between the sub-arrays 3 is examined for each of the reception beams, the beams have a constant difference of 90 degrees, so that multiple beams corresponding to the number of sub-arrays having the same beam interval θ a 36 can be obtained. Therefore, by electronically switching each of the beams output from the Butler matrix feeding circuit 28 with the switch 26f, the received beam can be electronically scanned at equal intervals.
【００４２】また、上記発明の実施の形態３はサブアレ
イ３の数が４個の場合について示したが、２のＮ乗（Ｎ
は正の整数）で表現できる任意のサブアレイ数であって
も、このサブアレイ数に応じたバトラーマトリックス給
電回路２８を設けることで同様の効果が得られる。In the third embodiment of the present invention described above, the number of sub-arrays 3 is four.
Is a positive integer), the same effect can be obtained by providing the Butler matrix feeding circuit 28 according to the number of sub-arrays.
【００４３】また、上記発明の実施の形態３はバトラー
マトリックス給電回路２８で形成したマルチビームをス
イッチ２６ｆで電子的に切り換えてビーム走査している
が、スイッチ２６ｆを用いずにマルチビームをそのまま
受信機８及び図には示していないが後段のレーダ信号処
理部に並列出力してもよい。In the third embodiment of the invention, the multi-beam formed by the Butler matrix feeding circuit 28 is electronically switched by the switch 26f to scan the beam, but the multi-beam is received as it is without using the switch 26f. Although not shown in the machine 8 and in the figure, they may be output in parallel to the radar signal processing unit in the subsequent stage.
【００４４】以上のように、発明の実施の形態３によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、複数個のサブアレイにバトラーマ
トリックスを接続しその出力をスイッチで切り換える受
信用アンテナを用いているため、受信用アンテナをビー
ム間隔と等しい角度分傾けて自車に取り付けることによ
り、正面に向けた受信ビームを等間隔で電子走査する機
能を有するとともに確実に目標車のみを検出でき、しか
も機械式回転機構を必要としない小形／薄型の車載レー
ダ用アンテナ装置を実現できる効果が得られる。また、
可変移相器を用いずに一個のスイッチのみでビームを切
り換えるため、複数個の可変移相器でビーム走査させる
場合や複数個の合成回路を複数個のスイッチで切り換え
てビーム走査させる場合に比べ低コスト化できる効果も
得られる。更に、バトラーマトリックスのサブアレイ数
分の受信ビーム出力をスイッチを用いずに受信機及びレ
ーダ信号処理部に並列出力しマルチビーム処理すること
により、スイッチ切り換えによるレーダの死に時間を削
減でき、車載レーダ用アンテナ装置の信頼性を向上でき
る効果も得られる。As described above, according to the third embodiment of the present invention, a Butler matrix is connected to a plurality of sub-arrays together with a transmitting antenna that forms a transmission pattern with a low side lobe in a grating lobe generation region of a reception pattern. Since a receiving antenna whose output is switched with a switch is used, the receiving antenna is tilted by an angle equal to the beam interval and attached to the own vehicle, thereby providing a function of electronically scanning the receiving beam directed to the front at equal intervals. It is possible to achieve the effect of realizing a small / thin vehicle antenna device for a vehicle-mounted radar which has a reliable detection of only the target vehicle and which does not require a mechanical rotation mechanism. Also,
Since the beam is switched with only one switch without using the variable phase shifter, compared with the case where the beam scanning is performed with multiple variable phase shifters or the beam scanning is performed by switching multiple composition circuits with multiple switches. There is also an effect that the cost can be reduced. Furthermore, the output of the received beams for the number of sub-arrays of the Butler matrix is output to the receiver and radar signal processing unit in parallel without using a switch, and multi-beam processing is performed. The effect of improving the reliability of the antenna device is also obtained.
【００４５】発明の実施の形態４．次に、図８に示すよ
うに、発明の実施の形態３における各サブアレイ３ａ〜
３ｄ（サブアレイ３内での素子間隔は均一）を次式に示
すサブアレイ間隔ｄ３７とした場合について説明する。Embodiment 4 of the Invention Next, as shown in FIG. 8, each sub-array 3a-
A case will be described in which 3d (element spacing in the sub-array 3 is uniform) is set to the sub-array spacing d37 shown in the following equation.
【００４６】[0046]
【数６】 (Equation 6)
【００４７】ここで、φはビーム１ ２９ｂに応じたサ
ブアレイ３間の位相差、θb ／２はビーム１ ２９ｂの
ビーム走査角度（ただし、θb ≠０）、λは自由空間波
長である。また、図９はこの場合におけるビーム方向を
説明するための説明図である。Here, φ is the phase difference between the sub-arrays 3 according to the beam 1 29b, θ b / 2 is the beam scanning angle of the beam 1 29b (where θ b ≠ 0), and λ is the free space wavelength. FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the beam direction in this case.
【００４８】この場合、バトラーマトリックス給電回路
２８により決定されるビーム１ ２９ｂに応じたサブア
レイ３間の位相差φと所望のビーム間隔θb ３８から
（６）式によってサブアレイ間隔ｄ３７が決定される。
従って、このサブアレイ間隔ｄ３７でサブアレイ３を配
置することにより、全素子アンテナ１が全て均一間隔で
配置されている受信用アンテナ６ｃにおけるビーム間隔
θa ３６を所望のビーム間隔θb ３８とすることができ
る。In this case, the sub-array spacing d37 is determined from the phase difference φ between the sub-arrays 3 corresponding to the beam 129b determined by the Butler matrix feeding circuit 28 and the desired beam spacing θ b 38 according to the equation (6).
Therefore, by arranging the sub-arrays 3 at the sub-array spacing d37, the beam spacing θ a 36 in the receiving antenna 6c in which all the element antennas 1 are all arranged at uniform spacing can be set to the desired beam spacing θ b 38. it can.
【００４９】また、上記発明の実施の形態４はサブアレ
イ３の数が４個の場合について示したが、２のＮ乗（Ｎ
は正の整数）で表現できる任意のサブアレイ数であって
も、サブアレイ数に応じたバトラーマトリックス給電回
路２８を設けることで同様の効果が得られる。Although the fourth embodiment of the present invention has been described with respect to the case where the number of the sub-arrays 3 is 4, 2 N (N
Is a positive integer), the same effect can be obtained by providing the Butler matrix feeding circuit 28 according to the number of sub-arrays.
【００５０】また、上記発明の実施の形態４はバトラー
マトリックス給電回路２８で形成したマルチビームをス
イッチ２６ｆで電子的に切り換えてビーム走査している
が、スイッチ２６ｆを用いずにマルチビームをそのまま
受信機８及び図には示していないが後段のレーダ信号処
理部に並列出力してもよい。In the fourth embodiment of the invention, the multi-beam formed by the Butler matrix feeding circuit 28 is electronically switched by the switch 26f to scan the beam, but the multi-beam is received as it is without using the switch 26f. Although not shown in the machine 8 and in the figure, they may be output in parallel to the radar signal processing unit in the subsequent stage.
【００５１】以上のように、発明の実施の形態４によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、バトラーマトリックスにより決定
される各サブアレイ間の位相差を変えずにサブアレイの
配列間隔を所望のビーム間隔が得られるサブアレイ間隔
とした受信用アンテナを用いるため、受信用アンテナを
ビーム間隔と等しい角度分傾けて自車に取り付けること
により、正面に向けた受信ビームを所望のビーム間隔、
つまり所望の一定な走査角度で電子走査でき、且つ確実
に目標車のみを検出できるとともに、機械式回転機構を
必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテナ装置を
実現できる効果が得られる。As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the transmission antenna forming the transmission pattern with the side lobes reduced in the grating lobe generation region of the reception pattern is provided, and the sub-arrays are determined by the Butler matrix. Since the receiving antenna is used in which the array spacing of the sub-arrays is the sub-array spacing that achieves the desired beam spacing without changing the phase difference, the reception antenna is tilted by an angle equal to the beam spacing and attached to the vehicle. The desired beam spacing of the received beam toward
That is, it is possible to electronically scan at a desired constant scanning angle, to reliably detect only the target vehicle, and to realize a small / thin in-vehicle radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism.
【００５２】発明の実施の形態５．次に、図１０に示す
ように、受信用アンテナ６ｄにおいて各サブアレイ３ａ
〜３ｄの出力に各々遅延線路３９ａ〜３９ｄを接続した
後、この遅延線路３９の各出力をバトラーマトリックス
給電回路２８に接続し、更に上記バトラーマトリックス
給電回路２８の各出力をスイッチ２６ｇに接続した場合
について説明する。ここで、全ての素子アンテナ１は発
明の実施の形態３と同様に均一間隔で配置されているも
のとする。また、図１１はこの場合におけるビーム方向
を説明するための説明図である。Fifth Embodiment of the Invention Next, as shown in FIG. 10, in the receiving antenna 6d, each sub-array 3a
When the delay lines 39a to 39d are connected to the outputs of 3d to 3d, the respective outputs of the delay line 39 are connected to the Butler matrix feeding circuit 28, and the respective outputs of the Butler matrix feeding circuit 28 are further connected to the switch 26g. Will be described. Here, it is assumed that all element antennas 1 are arranged at equal intervals as in the third embodiment of the invention. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the beam direction in this case.
【００５３】この場合、各サブアレイ３ａ〜３ｄに接続
した遅延線路３９ａ〜３９ｄの遅れ位相を適当な値にす
ることによって、バトラーマトリックス給電回路２８に
よって決定される各ビーム（ビーム１ ２９ｃ、ビーム
２ ３０ｃ、ビーム３ ３１ｃ、及びビーム４ ３２
ｃ）に応じたサブアレイ３間の位相差を所望の位相差と
なるようにシフトすることができる。このため、ビーム
間隔θa ３６ｅの等しいサブアレイ数分の各ビームの
内、適当な一つのビームを正面方向にビーム間隔θa ３
６ｅを保ったまま指向することができ、スイッチ２６ｇ
を電子的に切り換えることにより、正面ビームを等間隔
で電子走査することができる。In this case, each beam (beam 129c, beam 230c) determined by the Butler matrix feed circuit 28 is set by setting the delay phase of the delay lines 39a-39d connected to each sub-array 3a-3d to an appropriate value. , Beam 3 31c, and beam 4 32
The phase difference between the sub-arrays 3 according to c) can be shifted to a desired phase difference. Therefore, among the beams corresponding to the number of sub-arrays having the same beam spacing θ a 36 e , an appropriate one of the beams is directed toward the front in the beam spacing θ a 3
It is possible to point while keeping 6e, and switch 26g
By electronically switching between, the front beam can be electronically scanned at equal intervals.
【００５４】また、上記発明の実施の形態５はサブアレ
イ３の数が４個の場合について示したが、２のＮ乗（Ｎ
は正の整数）で表現できる任意のサブアレイ数であって
も、サブアレイ数に応じた遅延線路３９とバトラーマト
リックス給電回路２８とを設けることで同様の効果が得
られる。Further, although the fifth embodiment of the present invention has been described with respect to the case where the number of sub-arrays 3 is 4, 2 N (N
Is a positive integer), the same effect can be obtained by providing the delay line 39 and the Butler matrix feeding circuit 28 according to the number of sub-arrays.
【００５５】また、上記発明の実施の形態５はバトラー
マトリックス給電回路２８で形成したマルチビームをス
イッチ２６ｇで電子的に切り換えてビーム走査している
が、スイッチ２６ｇを用いずにマルチビームをそのまま
受信機８及び図には示していないが後段のレーダ信号処
理部に並列出力してもよい。In the fifth embodiment of the invention, the multi-beam formed by the Butler matrix feeding circuit 28 is electronically switched by the switch 26g to scan the beam, but the multi-beam is received as it is without using the switch 26g. Although not shown in the machine 8 and in the figure, they may be output in parallel to the radar signal processing unit in the subsequent stage.
【００５６】以上のように、発明の実施の形態５によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、各サブアレイとバトラーマトリッ
クスとの間にビームシフト用の遅延線路を設けた受信用
アンテナを用いるため、受信用アンテナをビーム間隔と
等しい角度分傾けて自車に取り付けること無く受信ビー
ムの一つを正面に指向できる効果が得られる。更に、正
面の受信ビームを等間隔で電子走査する機能を有し確実
に目標車のみを検出できるとともに、機械式回転機構を
必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテナ装置を
実現できる効果が得られる。As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, between the sub-array and the Butler matrix, together with the transmitting antenna that forms the transmission pattern with the side lobes reduced in the grating lobe generation region of the reception pattern. Since the receiving antenna provided with the delay line for beam shifting is used, it is possible to direct one of the receiving beams to the front without mounting the receiving antenna at an angle equal to the beam interval on the vehicle. Further, it has the function of electronically scanning the front reception beam at equal intervals and can reliably detect only the target vehicle, and it is possible to realize the small / thin vehicle-mounted radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism. To be
【００５７】発明の実施の形態６．次に、図１２に示す
ようなビームを形成をするために、図には示していない
が、発明の実施の形態３における各サブアレイ３ａ〜３
ｄ（サブアレイ３内での素子間隔は均一）を（６）式で
定義されるサブアレイ間隔ｄ３７として、更に各サブア
レイ３ａ〜３ｄとバトラーマトリックス給電回路２８と
の間に各々遅延線路３９ａ〜３９ｄを接続した後、上記
バトラーマトリックス給電回路２８の各出力をスイッチ
２６に接続した場合について説明する。ここで、（６）
式において、φはビーム３ ３１ｄに応じたサブアレイ
３間の位相差、θb ／２はビーム３３１ｄのビーム走査
角度（ただし、θb ≠０）、λは自由空間波長である。Sixth Embodiment of the Invention Next, in order to form a beam as shown in FIG. 12, although not shown in the figure, each of the sub-arrays 3a to 3a in the third embodiment of the invention.
d (the element spacing in the sub-array 3 is uniform) is defined as the sub-array spacing d37 defined by the equation (6), and delay lines 39a-39d are connected between the sub-arrays 3a-3d and the Butler matrix feeding circuit 28, respectively. After that, a case where each output of the Butler matrix power supply circuit 28 is connected to the switch 26 will be described. Where (6)
In the equation, φ is the phase difference between the sub-arrays 3 according to the beam 3 31d, θ b / 2 is the beam scanning angle of the beam 331d (where θ b ≠ 0), and λ is the free space wavelength.
【００５８】この場合、バトラーマトリックス給電回路
２８により決定されるビーム３ ３１ｄに応じたサブア
レイ３間の位相差φと所望のビーム間隔θb ３８から
（６）式によってサブアレイ間隔ｄ３７が決定される。
従って、このサブアレイ間隔ｄ３７でサブアレイ３を配
置し、更に各サブアレイ３ａ〜３ｄに接続した遅延線路
３９ａ〜３９ｄの遅れ位相を適当な値にすることによっ
て、各ビーム（ビーム１２９ｄ、ビーム２ ３０ｄ、ビ
ーム３ ３１ｄ、及びビーム４ ３２ｄ）のビーム間隔
を所望のビーム間隔θb ３８にすることができるととも
に、更にサブアレイ３間の位相差を所望の位相差となる
ようにシフトすることもできる。このため、ビーム間隔
θb ３８の等しいサブアレイ数分の各ビームの内、適当
な一つのビームを正面方向にビーム間隔θb ３８を保っ
たまま指向することができ、スイッチ２６を電子的に切
り換えることにより、正面ビームを等間隔θb ３８で電
子走査することができる。In this case, the subarray spacing d37 is determined from the phase difference φ between the subarrays 3 corresponding to the beam 3 31d determined by the Butler matrix feed circuit 28 and the desired beam spacing θ b 38 according to the equation (6).
Therefore, by arranging the sub-arrays 3 at the sub-array spacing d37 and further setting the delay phases of the delay lines 39a to 39d connected to the sub-arrays 3a to 3d to appropriate values, the respective beams (beam 129d, beam 230d, beam 3 31d and beam 4 32d) can be set to a desired beam interval θ b 38, and the phase difference between the sub-arrays 3 can be further shifted to a desired phase difference. Therefore, among the beams corresponding to the number of sub-arrays having the same beam interval θ b 38, an appropriate one beam can be directed in the front direction while maintaining the beam interval θ b 38, and the switch 26 is electronically switched. Thus, the front beam can be electronically scanned at equal intervals θ b 38.
【００５９】また、上記発明の実施の形態６はサブアレ
イ３の数が４個の場合について示したが、２のＮ乗（Ｎ
は正の整数）で表現できる任意のサブアレイ数であっ
て、サブアレイ数に応じたバトラーマトリックス給電回
路２８を設けることで同様の効果が得られる。The sixth embodiment of the present invention has been described with respect to the case where the number of sub-arrays 3 is four.
Is an arbitrary number of sub-arrays that can be expressed by a positive integer), and the same effect can be obtained by providing the Butler matrix feeding circuit 28 according to the number of sub-arrays.
【００６０】また、上記発明の実施の形態６はバトラー
マトリックス給電回路２８で形成したマルチビームをス
イッチ２６で電子的に切り換えてビーム走査している
が、スイッチ２６を用いずにマルチビームをそのまま受
信機８及び図には示していないが後段のレーダ信号処理
部に並列出力してもよい。In the sixth embodiment of the present invention, the multi-beam formed by the Butler matrix feeding circuit 28 is electronically switched by the switch 26 for beam scanning, but the multi-beam is received as it is without using the switch 26. Although not shown in the machine 8 and in the figure, they may be output in parallel to the radar signal processing unit in the subsequent stage.
【００６１】以上のように、発明の実施の形態６によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、バトラーマトリックスにより決定
される各サブアレイ間の位相差を変えずにサブアレイの
配列間隔を所望のビーム間隔が得られるサブアレイ間隔
とし、各サブアレイとバトラーマトリックスとの間にビ
ームシフト用の遅延線路を設けた受信用アンテナを用い
るため、受信用アンテナをビーム間隔と等しい角度分傾
けて自車に取り付けること無く受信ビームの一つを正面
に指向できる効果が得られる。更に正面に指向した受信
ビームを所望のビーム間隔、つまり所望の一定な走査角
度で電子走査する機能を有し確実に目標車のみを検出で
きるとともに、機械式回転機構を必要としない小形／薄
型の車載レーダ用アンテナ装置を実現できる効果が得ら
れる。As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, the transmission antenna forming the transmission pattern with the side lobes reduced in the grating lobe generation region of the reception pattern, and the sub-arrays determined by the Butler matrix are used. Since the array spacing of the sub-arrays is set to the sub-array spacing that achieves the desired beam spacing without changing the phase difference between the sub-arrays, and a receiving antenna with a delay line for beam shifting between each sub-array and the Butler matrix is used, An effect can be obtained in which one of the reception beams can be directed to the front without mounting the antenna on the vehicle by tilting the antenna by an angle equal to the beam interval. Further, it has a function of electronically scanning the reception beam directed to the front at a desired beam interval, that is, a desired constant scanning angle, and can reliably detect only the target vehicle, and it is a compact / thin type that does not require a mechanical rotation mechanism. The effect that the antenna device for a vehicle-mounted radar can be realized is obtained.
【００６２】発明の実施の形態７．次に、図には示して
いないが、発明の実施の形態１から発明の実施の形態６
において、アンテナの可逆性により、送信用アンテナ１
１ａを受信用として受信機８に接続し、受信用アンテナ
６を送信用として送信機１２に接続した場合について説
明する。Seventh Embodiment of the Invention Next, although not shown in the drawings, Embodiment 1 to Embodiment 6 of the invention
At the antenna 1, due to the reversibility of the antenna, the transmitting antenna 1
A case where 1a is connected to the receiver 8 for reception and the receiving antenna 6 is connected to the transmitter 12 for transmission will be described.
【００６３】この場合、損失の大きい可変移相器４やス
イッチ２６を有する各受信用アンテナ６ａ〜６ｅを送信
用として使用することができるため、この損失分を底上
げした送信電力Ｐt を送信機１２から供給することによ
り、（１）式により最大探知距離Ｒmax を増加でき、車
載レーダの覆域を拡大できる。また、同じ最大探知距離
Ｒmax を得る場合でも、送信機１２でこの損失分を底上
げすることにより受信機８のＳ／Ｎをこの分スペックダ
ウンできる。In this case, since each of the receiving antennas 6a to 6e having the variable phase shifter 4 and the switch 26 having a large loss can be used for transmission, the transmission power P t with the loss increased is transmitted to the transmitter. By supplying from 12, the maximum detection distance R max can be increased by the formula (1), and the coverage area of the on-vehicle radar can be expanded. Further, even when the same maximum detection distance R max is obtained, the S / N of the receiver 8 can be reduced by this amount by raising the loss by the transmitter 12.
【００６４】以上のように、発明の実施の形態７によれ
ば、アンテナの可逆性により送信用アンテナと受信用ア
ンテナの送信機及び受信機への接続を各々逆にした構成
としており、ビーム走査に必要な損失の大きい可変移相
器やスイッチ等の回路を送信側に配置できるため、この
損失分を底上げした送信電力を送信機から供給する場合
には、送信アンテナから放射される放射電力のレベルを
変えずにアンテナ利得の送受積Ｇt ・Ｇr を増加させる
ことができ、これにより最大探知距離を増加、すなわち
車載レーダの覆域を拡大できる効果が得られる。また、
同じ最大探知距離、言い換えれば同じレーダ覆域で良い
場合には、送信機にて上記損失分を底上げすることによ
り受信機のＳ／Ｎをこの分スペックダウンでき、車載レ
ーダ用アンテナ装置を同じ機能で低コスト化できる効果
が得られる。As described above, according to the seventh embodiment of the invention, the connection of the transmitting antenna and the receiving antenna to the transmitter and the receiver is reversed due to the reversibility of the antenna, and the beam scanning is performed. Since a circuit such as a variable phase shifter or switch with a large loss necessary for the transmission can be arranged on the transmission side, when supplying the transmission power with this loss raised, the radiated power emitted from the transmission antenna The transmission / reception product G t · G r of the antenna gain can be increased without changing the level, and the maximum detection distance can be increased, that is, the coverage of the vehicle-mounted radar can be expanded. Also,
When the same maximum detection distance, in other words, the same radar coverage, is sufficient, the S / N of the receiver can be reduced by this amount by raising the loss by the transmitter, and the on-vehicle radar antenna device has the same function. It is possible to obtain the effect of cost reduction.
【００６５】[0065]
【発明の効果】この発明は、以上説明したような構成と
なっているため、以下に記載されるような効果を奏す
る。Since the present invention has the above-described structure, the following effects can be obtained.
【００６６】請求項１の発明によれば、機械式回転機構
を必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテナ装置
を実現できる効果が得られる。また、ビーム走査機能を
有し確実に目標車のみを検出できる車載レーダ用アンテ
ナ装置を少ない可変移相器で、つまり低コストで実現で
きる効果が得られる。According to the first aspect of the invention, it is possible to obtain the effect of realizing a small / thin vehicle antenna device for a radar which does not require a mechanical rotating mechanism. Further, there is an effect that an in-vehicle radar antenna device having a beam scanning function and capable of reliably detecting only a target vehicle can be realized with a small number of variable phase shifters, that is, at low cost.
【００６７】請求項２の発明によれば、機械式回転機構
を必要としない小形／薄型で、且つビーム走査機能を有
し確実に目標車のみを検出できる車載レーダ用アンテナ
装置を実現できる効果が得られるとともに、可変移相器
を用いた場合に比べ低コスト化できる効果が得られる。According to the second aspect of the present invention, there is an effect that it is possible to realize an on-vehicle radar antenna device that does not require a mechanical rotating mechanism and is small / thin and has a beam scanning function and can reliably detect only a target vehicle. In addition to being obtained, there is an effect that the cost can be reduced as compared with the case of using the variable phase shifter.
【００６８】請求項３の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔と等しい角度分傾けて自車に取り付けるこ
とにより、正面に向けた受信ビームを等間隔で電子走査
する機能を有するとともに確実に目標車のみを検出で
き、しかも機械式回転機構を必要としない小形／薄型の
車載レーダ用アンテナ装置を実現できる効果が得られ
る。また、可変移相器を用いずに一個のスイッチのみで
ビームを切り換えるため、複数個の可変移相器でビーム
走査させる場合や複数個の合成回路を複数個のスイッチ
で切り換えてビーム走査させる場合に比べ低コスト化で
きる効果も得られる。更に、スイッチ切り換えによるレ
ーダの死に時間を削減でき、車載レーダ用アンテナ装置
の信頼性を向上できる効果も得られる。According to the third aspect of the present invention, the receiving antenna is tilted by an angle equal to the beam interval and attached to the vehicle, so that it has a function of electronically scanning the received beam directed to the front at equal intervals and reliably. It is possible to obtain an effect that it is possible to realize a small / thin vehicle-mounted radar antenna device that can detect only a target vehicle and that does not require a mechanical rotation mechanism. In addition, since the beam is switched by only one switch without using the variable phase shifter, when the beam scanning is performed by a plurality of variable phase shifters or the beam scanning is performed by switching a plurality of combining circuits by a plurality of switches. Compared with, the cost can be reduced. Further, it is possible to reduce the time required for the radar to die due to the switching of the switches, and it is possible to improve the reliability of the vehicle-mounted radar antenna device.
【００６９】請求項４の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔と等しい角度分傾けて自車に取り付けるこ
とにより、正面に向けた受信ビームを所望のビーム間
隔、つまり所望の一定な走査角度で電子走査でき、且つ
確実に目標車のみを検出できるとともに、機械式回転機
構を必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテナ装
置を実現できる効果が得られる。According to the fourth aspect of the present invention, the receiving antenna is attached to the vehicle by inclining it by an angle equal to the beam interval, so that the front receiving beam can have a desired beam interval, that is, a desired constant scanning angle. It is possible to electronically scan the target vehicle and reliably detect only the target vehicle, and it is possible to obtain a small / thin-vehicle radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism.
【００７０】請求項５の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔と等しい角度分傾けて自車に取り付けるこ
と無く受信ビームの一つを正面に指向できる効果が得ら
れる。更に、正面の受信ビームを等間隔で電子走査する
機能を有し確実に目標車のみを検出できるとともに、機
械式回転機構を必要としない小形／薄型の車載レーダ用
アンテナ装置を実現できる効果が得られる。According to the invention of claim 5, one of the receiving beams can be directed to the front without tilting the receiving antenna by an angle equal to the beam interval and attaching it to the vehicle. Further, it has the function of electronically scanning the front reception beam at equal intervals and can reliably detect only the target vehicle, and it is possible to realize the small / thin vehicle-mounted radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism. To be
【００７１】請求項６の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔と等しい角度分傾けて自車に取り付けるこ
と無く受信ビームの一つを正面に指向できる効果が得ら
れる。更に正面に指向した受信ビームを所望のビーム間
隔、つまり所望の一定な走査角度で電子走査する機能を
有し確実に目標車のみを検出できるとともに、機械式回
転機構を必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテ
ナ装置を実現できる効果が得られる。According to the invention of claim 6, one of the receiving beams can be directed to the front without tilting the receiving antenna by an angle equal to the beam interval and attaching it to the vehicle. Further, it has a function of electronically scanning the reception beam directed to the front at a desired beam interval, that is, a desired constant scanning angle, and can reliably detect only the target vehicle, and it is a compact / thin type that does not require a mechanical rotation mechanism. The effect that the antenna device for a vehicle-mounted radar can be realized is obtained.
【００７２】請求項７の発明によれば、最大探知距離を
増加、すなわち車載レーダの覆域を拡大できる効果が得
られる。また、同じ最大探知距離、言い換えれば同じレ
ーダ覆域で良い場合には、送信機にて損失分を底上げす
ることにより受信機のＳ／Ｎをこの分スペックダウンで
き、車載レーダ用アンテナ装置を同じ機能で低コスト化
できる効果が得られる。According to the invention of claim 7, the maximum detection distance can be increased, that is, the coverage of the on-vehicle radar can be expanded. If the same maximum detection distance, in other words, the same radar coverage, is sufficient, the S / N of the receiver can be reduced by this amount by raising the loss by the transmitter, and the same in-vehicle radar antenna device can be used. With the function, the cost can be reduced.
【図１】 この発明の実施の形態１を示す車載レーダ用
アンテナ装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an on-vehicle radar antenna device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１における送信用アン
テナ及び受信用アンテナのパターン図である。FIG. 2 is a pattern diagram of a transmitting antenna and a receiving antenna according to the first embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態１における運用を説明
するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining operation in the first embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態２を示す受信用アンテ
ナの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a receiving antenna showing a second embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態３を示す受信用アンテ
ナの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a receiving antenna showing a third embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態３におけるビーム形成
を説明するための受信用アンテナの部分構成図である。FIG. 6 is a partial configuration diagram of a receiving antenna for explaining beam forming in a third embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態３におけるビーム方向
を説明するための説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining beam directions in the third embodiment of the present invention.
【図８】 この発明の実施の形態４を示すサブアレイ配
置図である。FIG. 8 is a sub array layout showing a fourth embodiment of the present invention.
【図９】 この発明の実施の形態４におけるビーム方向
を説明するための説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining beam directions in the fourth embodiment of the present invention.
【図１０】 この発明の実施の形態５を示す受信用アン
テナの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a receiving antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１１】 この発明の実施の形態５におけるビーム方
向を説明するための説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining beam directions in the fifth embodiment of the present invention.
【図１２】 この発明の実施の形態６におけるビーム方
向を説明するための説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining beam directions in the sixth embodiment of the present invention.
【図１３】 従来の車載レーダ用アンテナ装置の構成図
である。FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional on-vehicle radar antenna device.
１ 素子アンテナ、２ 第１の合成回路、３ サブアレ
イ、４ 可変移相器、５ 第２の合成回路、６ 受信用
アンテナ、７ 受信高周波、８ 受信機、９ 遅延線
路、１０ 分配回路、１１ 送信用アンテナ、１２ 送
信機、１３ 送信高周波、１４ リファレンス、１５
ビート信号、１６ 水平面内角度θAZ、１７ サブアレ
イパターン、１８ 主ビーム、１９ グレーティングロ
ーブ、２０ 許容レベル、２１ 受信ビーム走査領域、
２２ グレーティングローブ発生領域（受信）、２３
自車、２４ 目標車、２５ 他車、２６ スイッチ、２
７ 第３の合成回路、２８ バトラーマトリックス給電
回路、２９ ビーム１、３０ ビーム２、３１ ビーム
３、３２ ビーム４、３３ 方向性結合器、３４ 遅延
線路（−４５°）、３５ 伝送線路、３６ ビーム間隔
θa 、３７ サブアレイ間隔ｄ、３８ ビーム間隔θ
b 、３９ 遅延線路、４０ 第５の合成回路、４１ 送
信波、４２ 反射波。1 element antenna, 2 1st combination circuit, 3 sub-array, 4 variable phase shifter, 5 2nd combination circuit, 6 reception antenna, 7 reception high frequency, 8 receiver, 9 delay line, 10 distribution circuit, 11 transmission Credit antenna, 12 transmitter, 13 transmitting high frequency, 14 reference, 15
Beat signal, 16 horizontal angle θ AZ , 17 sub-array pattern, 18 main beam, 19 grating lobe, 20 allowable level, 21 receive beam scanning area,
22 Grating lobe generation area (reception), 23
Own vehicle, 24 target vehicle, 25 other vehicle, 26 switch, 2
7 Third Synthesis Circuit, 28 Butler Matrix Feeding Circuit, 29 Beams 1, 30 Beams 2, 31 Beams 3, 32 Beams 4, 33 Directional Coupler, 34 Delay Lines (-45 °), 35 Transmission Lines, 36 Beams Spacing θ a , 37 Sub-array spacing d, 38 Beam spacing θ
b , 39 delay line, 40 fifth combination circuit, 41 transmitted wave, 42 reflected wave.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成９年７月１４日[Submission date] July 14, 1997
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３５[Correction target item name] 0035
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３５】以上のように、この発明の実施の形態１に
よれば、複数個の受信サブアレイに各々可変移相器を介
して合成回路に接続した構成としているため、グレーテ
ィングローブは発生するが所望の走査領域に受信ビーム
を電子走査でき、機械式回転機構を必要としない小形／
薄型の車載レーダ用アンテナ装置を実現できる効果が得
られる。また、送信用アンテナに遅延線路と分配回路を
設けているため、各素子アンテナに所望の励振位相と励
振振幅を与えることができ、受信ビームの電子走査に伴
って発生するグレーティングローブ発生領域において送
信パターンのサイドローブレベルを下げることができ
る。従って、受信ビームを目標車の方向にビーム走査し
た場合、他車がグレーティングローブ発生領域に存在し
ていてもこの方向でのアンテナの送受積Ｇt ・Ｇr を低
減できるため、他車からの反射による受信電力を常に受
信機の最小探知可能電力未満にすることができ、ビーム
走査機能を有し確実に目標車のみを検出できる車載レー
ダ用アンテナ装置を少ない可変移相器で、つまり低コス
トで実現できる効果が得られる。[0035] As described above, according to the first inventions of implementation this, since a structure connected to the combining circuit via a respective variable phase shifters to a plurality of receiving sub-arrays, grating lobes occur Can scan the received beam electronically in a desired scanning area and does not require a mechanical rotation mechanism.
The effect that the thin antenna device for vehicle-mounted radar can be realized is obtained. Also, because the transmission antenna is equipped with a delay line and a distribution circuit, it is possible to give each element antenna a desired excitation phase and excitation amplitude, and to transmit in the grating lobe generation region that occurs with electronic scanning of the reception beam. The side lobe level of the pattern can be lowered. Therefore, when the received beam is scanned in the direction of the target vehicle, the transmission / reception product G t · G r of the antenna in this direction can be reduced even if another vehicle is present in the grating lobe generation region, so It is possible to keep the received power due to reflection always below the minimum detectable power of the receiver, and with a variable phase shifter with a small number of in-vehicle radar antenna devices that have a beam scanning function and can reliably detect only the target vehicle, that is, low cost The effect that can be achieved with is obtained.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００４４[Correction target item name] 0044
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００４４】以上のように、発明の実施の形態３によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、複数個のサブアレイにバトラーマ
トリックスを接続しその出力をスイッチで切り換える受
信用アンテナを用いているため、受信用アンテナをビー
ム間隔の半分と等しい角度分傾けて自車に取り付けるこ
とにより、正面に向けた受信ビームを等間隔で電子走査
する機能を有するとともに確実に目標車のみを検出で
き、しかも機械式回転機構を必要としない小形／薄型の
車載レーダ用アンテナ装置を実現できる効果が得られ
る。また、可変移相器を用いずに一個のスイッチのみで
ビームを切り換えるため、複数個の可変移相器でビーム
走査させる場合や複数個の合成回路を複数個のスイッチ
で切り換えてビーム走査させる場合に比べ低コスト化で
きる効果も得られる。更に、バトラーマトリックスのサ
ブアレイ数分の受信ビーム出力をスイッチを用いずに受
信機及びレーダ信号処理部に並列出力しマルチビーム処
理することにより、スイッチ切り換えによるレーダの死
に時間を削減でき、車載レーダ用アンテナ装置の信頼性
を向上できる効果も得られる。As described above, according to the third embodiment of the present invention, a Butler matrix is connected to a plurality of sub-arrays together with a transmitting antenna that forms a transmission pattern with a low side lobe in a grating lobe generation region of a reception pattern. Since a receiving antenna whose output is switched by a switch is used, the receiving antenna is tilted by an angle equal to half the beam interval and attached to the vehicle to electronically scan the received beam directed to the front at equal intervals. It is possible to obtain an effect that it is possible to realize a small / thin vehicle-mounted radar antenna device that has a function and can reliably detect only a target vehicle, and that does not require a mechanical rotating mechanism. In addition, since the beam is switched by only one switch without using the variable phase shifter, when the beam scanning is performed by a plurality of variable phase shifters or the beam scanning is performed by switching a plurality of combining circuits by a plurality of switches. Compared with, the cost can be reduced. Furthermore, the output of the received beams for the number of sub-arrays of the Butler matrix is output to the receiver and radar signal processing unit in parallel without using a switch, and multi-beam processing is performed. The effect of improving the reliability of the antenna device is also obtained.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００５１[Correction target item name] 0051
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００５１】以上のように、発明の実施の形態４によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、バトラーマトリックスにより決定
される各サブアレイ間の位相差を変えずにサブアレイの
配列間隔を所望のビーム間隔が得られるサブアレイ間隔
とした受信用アンテナを用いるため、受信用アンテナを
ビーム間隔の半分と等しい角度分傾けて自車に取り付け
ることにより、正面に向けた受信ビームを所望のビーム
間隔、つまり所望の一定な走査角度で電子走査でき、且
つ確実に目標車のみを検出できるとともに、機械式回転
機構を必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテナ
装置を実現できる効果が得られる。As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the transmission antenna forming the transmission pattern with the side lobes reduced in the grating lobe generation region of the reception pattern is provided, and the sub-arrays are determined by the Butler matrix. By using the receiving antenna with the array spacing of the sub-array set to the desired sub-array spacing without changing the phase difference, the receiving antenna is tilted by an angle equal to half the beam spacing and attached to the vehicle. , A small / thin vehicle-mounted radar that can electronically scan a reception beam directed to the front at a desired beam interval, that is, at a desired constant scanning angle, can reliably detect only a target vehicle, and does not require a mechanical rotation mechanism The effect of realizing the antenna device for use can be obtained.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００５６[Correction target item name] 0056
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００５６】以上のように、発明の実施の形態５によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、各サブアレイとバトラーマトリッ
クスとの間にビームシフト用の遅延線路を設けた受信用
アンテナを用いるため、受信用アンテナをビーム間隔の
半分と等しい角度分傾けて自車に取り付けること無く受
信ビームの一つを正面に指向できる効果が得られる。更
に、正面の受信ビームを等間隔で電子走査する機能を有
し確実に目標車のみを検出できるとともに、機械式回転
機構を必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテナ
装置を実現できる効果が得られる。As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, between the sub-array and the Butler matrix, together with the transmitting antenna that forms the transmission pattern with the side lobes reduced in the grating lobe generation region of the reception pattern. Since the receiving antenna provided with the delay line for beam shifting is used ,
It is possible to obtain the effect that one of the receiving beams can be directed to the front without being attached to the vehicle by tilting it by an angle equal to half . Further, it has the function of electronically scanning the front reception beam at equal intervals and can reliably detect only the target vehicle, and it is possible to realize the small / thin vehicle-mounted radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism. To be
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００６１[Correction target item name] 0061
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００６１】以上のように、発明の実施の形態６によれ
ば、受信パターンのグレーティングローブ発生領域にお
いて低サイドローブ化した送信パターンを形成する送信
用アンテナとともに、バトラーマトリックスにより決定
される各サブアレイ間の位相差を変えずにサブアレイの
配列間隔を所望のビーム間隔が得られるサブアレイ間隔
とし、各サブアレイとバトラーマトリックスとの間にビ
ームシフト用の遅延線路を設けた受信用アンテナを用い
るため、受信用アンテナをビーム間隔の半分と等しい角
度分傾けて自車に取り付けること無く受信ビームの一つ
を正面に指向できる効果が得られる。更に正面に指向し
た受信ビームを所望のビーム間隔、つまり所望の一定な
走査角度で電子走査する機能を有し確実に目標車のみを
検出できるとともに、機械式回転機構を必要としない小
形／薄型の車載レーダ用アンテナ装置を実現できる効果
が得られる。As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, the transmission antenna forming the transmission pattern with the side lobes reduced in the grating lobe generation region of the reception pattern, and the sub-arrays determined by the Butler matrix are used. Since the array spacing of the sub-arrays is set to the sub-array spacing that achieves the desired beam spacing without changing the phase difference between the sub-arrays, and a receiving antenna with a beam shift delay line between each sub-array and the Butler matrix is used, It is possible to obtain the effect of directing one of the reception beams to the front without mounting the antenna on the vehicle by tilting the antenna by an angle equal to half the beam interval. Furthermore, it has a function of electronically scanning the reception beam directed to the front at a desired beam interval, that is, at a desired constant scanning angle, and can reliably detect only the target vehicle, and it is a compact / thin type that does not require a mechanical rotation mechanism. The effect that the antenna device for a vehicle-mounted radar can be realized is obtained.
【手続補正６】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００６８[Correction target item name]
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００６８】請求項３の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔の半分と等しい角度分傾けて自車に取り付
けることにより、正面に向けた受信ビームを等間隔で電
子走査する機能を有するとともに確実に目標車のみを検
出でき、しかも機械式回転機構を必要としない小形／薄
型の車載レーダ用アンテナ装置を実現できる効果が得ら
れる。また、可変移相器を用いずに一個のスイッチのみ
でビームを切り換えるため、複数個の可変移相器でビー
ム走査させる場合や複数個の合成回路を複数個のスイッ
チで切り換えてビーム走査させる場合に比べ低コスト化
できる効果も得られる。更に、スイッチ切り換えによる
レーダの死に時間を削減でき、車載レーダ用アンテナ装
置の信頼性を向上できる効果も得られる。According to the third aspect of the present invention, the receiving antenna is tilted by an angle equal to half the beam interval and attached to the own vehicle, thereby having a function of electronically scanning the received beam directed to the front at equal intervals. It is possible to surely detect only the target vehicle and to realize a small / thin vehicle antenna device for a vehicle-mounted radar which does not require a mechanical rotating mechanism. In addition, since the beam is switched by only one switch without using the variable phase shifter, when the beam scanning is performed by a plurality of variable phase shifters or the beam scanning is performed by switching a plurality of combining circuits by a plurality of switches. Compared with, the cost can be reduced. Further, it is possible to reduce the time required for the radar to die due to the switching of the switches, and it is possible to improve the reliability of the vehicle-mounted radar antenna device.
【手続補正７】[Procedure amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００６９[Correction target item name] 0069
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００６９】請求項４の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔の半分と等しい角度分傾けて自車に取り付
けることにより、正面に向けた受信ビームを所望のビー
ム間隔、つまり所望の一定な走査角度で電子走査でき、
且つ確実に目標車のみを検出できるとともに、機械式回
転機構を必要としない小形／薄型の車載レーダ用アンテ
ナ装置を実現できる効果が得られる。According to the fourth aspect of the present invention, the receiving antenna is attached to the vehicle by inclining it by an angle equal to half the beam interval, so that the receive beam directed to the front has a desired beam interval, that is, a desired constant beam. Electronically scan at a scan angle,
In addition, it is possible to reliably detect only the target vehicle, and it is possible to obtain an effect that it is possible to realize a compact / thin vehicle-mounted radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism.
【手続補正８】[Procedure amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００７０[Name of item to be corrected] 0070
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００７０】請求項５の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔の半分と等しい角度分傾けて自車に取り付
けること無く受信ビームの一つを正面に指向できる効果
が得られる。更に、正面の受信ビームを等間隔で電子走
査する機能を有し確実に目標車のみを検出できるととも
に、機械式回転機構を必要としない小形／薄型の車載レ
ーダ用アンテナ装置を実現できる効果が得られる。According to the invention of claim 5, one of the receiving beams can be directed to the front without tilting the receiving antenna by an angle equal to half the beam interval and mounting it on the vehicle. Further, it has the function of electronically scanning the front reception beam at equal intervals and can reliably detect only the target vehicle, and it is possible to realize the small / thin vehicle-mounted radar antenna device that does not require a mechanical rotation mechanism. To be
【手続補正９】[Procedure amendment 9]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００７１[Correction target item name] 0071
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００７１】請求項６の発明によれば、受信用アンテナ
をビーム間隔の半分と等しい角度分傾けて自車に取り付
けること無く受信ビームの一つを正面に指向できる効果
が得られる。更に正面に指向した受信ビームを所望のビ
ーム間隔、つまり所望の一定な走査角度で電子走査する
機能を有し確実に目標車のみを検出できるとともに、機
械式回転機構を必要としない小形／薄型の車載レーダ用
アンテナ装置を実現できる効果が得られる。According to the invention of claim 6, it is possible to direct one of the receiving beams to the front without mounting the receiving antenna on the vehicle by tilting the receiving antenna by an angle equal to half the beam interval. Further, it has a function of electronically scanning the reception beam directed to the front at a desired beam interval, that is, a desired constant scanning angle, and can reliably detect only the target vehicle, and it is a compact / thin type that does not require a mechanical rotation mechanism. The effect that the antenna device for a vehicle-mounted radar can be realized is obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千葉 勇 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Isamu Chiba 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sanryo Electric Co., Ltd.
Claims (7)
に接続して得られるサブアレイを複数個配置し、上記サ
ブアレイの出力端である上記第１の合成回路の各出力端
に可変移相器を各々接続し、更に上記可変移相器を第２
の合成回路に接続して得られる受信用アンテナと、上記
受信用アンテナの近くに配置され、上記受信用アンテナ
のビーム走査領域を主ビームで覆い、且つ上記受信用ア
ンテナのグレーティングローブ発生領域において低サイ
ドローブを形成する手段を有する送信用アンテナとを備
えたことを特徴とする車載レーダ用アンテナ装置。1. A plurality of sub-arrays obtained by connecting a plurality of element antennas to a first combining circuit are arranged, and a variable phase shift is provided at each output end of the first combining circuit which is an output end of the sub-array. Each of which is connected to the second variable phase shifter.
And a receiving antenna obtained by connecting the receiving antenna to the combining circuit, the beam scanning area of the receiving antenna is covered with the main beam, and the reception antenna is low in the grating lobe generation area. An antenna device for a vehicle-mounted radar, comprising: a transmitting antenna having a means for forming a side lobe.
置において、受信用アンテナを、サブアレイの出力端で
ある第１の合成回路の各出力端に接続される可変移相器
の代わりに各々スイッチを接続し、第２の合成回路の代
わりに遅延線路の長さがビーム走査方向によって異なる
複数個の第３の合成回路を設け、更に複数個の上記第３
の合成回路との接続を上記スイッチにより切り換える受
信用アンテナとしたことを特徴とする車載レーダ用アン
テナ装置。2. The on-vehicle radar antenna device according to claim 1, wherein the receiving antenna is switched instead of the variable phase shifter connected to each output end of the first combining circuit which is an output end of the sub-array. And a plurality of third synthesizing circuits in which the length of the delay line differs depending on the beam scanning direction instead of the second synthesizing circuit.
An antenna device for an on-vehicle radar, characterized in that the antenna is a receiving antenna whose connection with the synthesizing circuit is switched by the switch.
置において、受信用アンテナを、複数個の素子アンテナ
を第１の合成回路に接続して得られるサブアレイを複数
個配置し、上記サブアレイの出力端である上記第１の合
成回路の各出力端に方向性結合器と遅延線路とから成る
バトラーマトリックス給電回路を接続した受信用アンテ
ナとしたことを特徴とする車載レーダ用アンテナ装置。3. The in-vehicle radar antenna device according to claim 1, wherein a plurality of sub-arrays obtained by connecting a plurality of element antennas to the first combining circuit are arranged as receiving antennas, and outputs of the sub-arrays. An antenna device for a vehicle-mounted radar, characterized in that the antenna is a receiving antenna in which a Butler matrix feeding circuit composed of a directional coupler and a delay line is connected to each output end of the first combining circuit which is an end.
置において、受信用アンテナにおける複数個のサブアレ
イの配置間隔を、バトラーマトリックス給電回路により
決定される各ビームに応じた各サブアレイの移相量と所
望のビーム間隔に基づいて得られるサブアレイ間隔とし
たことを特徴とする車載レーダ用アンテナ装置。4. The on-vehicle radar antenna device according to claim 3, wherein the arrangement interval of the plurality of sub-arrays in the receiving antenna is set as a phase shift amount of each sub-array according to each beam determined by the Butler matrix feeding circuit. An antenna device for a vehicle-mounted radar, characterized in that a sub-array spacing is obtained based on a desired beam spacing.
置において、受信用アンテナを、サブアレイの出力端で
ある第１の合成回路の各出力端とバトラーマトリックス
給電回路との間に遅延線路を具備した受信用アンテナと
したことを特徴とする車載レーダ用アンテナ装置。5. The on-vehicle radar antenna device according to claim 3, wherein the receiving antenna includes a delay line between each output end of the first combining circuit, which is an output end of the sub-array, and the Butler matrix feeding circuit. An antenna device for an on-vehicle radar, characterized in that the antenna device is a receiving antenna.
置において、受信用アンテナにおける複数個のサブアレ
イの配置間隔を、バトラーマトリックス給電回路及び遅
延線路により決定される各ビームに応じた各サブアレイ
の移相量と所望のビーム間隔に基づいて得られるサブア
レイ間隔としたことを特徴とする車載レーダ用アンテナ
装置。6. The on-vehicle radar antenna device according to claim 3, wherein a plurality of sub-arrays in the receiving antenna are arranged at intervals of each sub-array according to each beam determined by a Butler matrix feeding circuit and a delay line. An antenna device for a vehicle-mounted radar, characterized in that a sub-array interval is obtained based on a phase amount and a desired beam interval.
載レーダ用アンテナ装置において、送信用アンテナと受
信用アンテナの送信機及び受信機への接続を各々逆に
し、上記送信用アンテナを受信用、上記受信用アンテナ
を送信用として用いることを特徴とする車載レーダ用ア
ンテナ装置。7. The antenna device for an on-vehicle radar according to claim 1, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are reversely connected to the transmitter and the receiver, respectively. Is used for receiving, and the receiving antenna is used for transmitting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8089678A JPH09284035A (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Antenna system for on-vehicle radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8089678A JPH09284035A (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Antenna system for on-vehicle radar |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09284035A true JPH09284035A (en) | 1997-10-31 |
Family
ID=13977425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8089678A Pending JPH09284035A (en) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | Antenna system for on-vehicle radar |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH09284035A (en) |
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- 1996-04-11 JP JP8089678A patent/JPH09284035A/en active Pending
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