JP2018163108A - On-vehicle radar device, antenna array control method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載レーダ装置、アンテナアレイの制御方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an on-vehicle radar device, an antenna array control method, and a program.
近年、準ミリ波帯(24GHz)もしくはミリ波帯(76GHz〜81GHz)を用いた車載レーダ装置の開発が急速に進んでいる。 In recent years, development of an on-vehicle radar device using a quasi-millimeter wave band (24 GHz) or a millimeter wave band (76 GHz to 81 GHz) has been progressing rapidly.
この種の車載レーダ装置で送信電力を効率的に所望方向のみに向けて放射し、物標の到来方向を正確に推定する1手法としてアンテナアレイを用いたビーム合成が用いられている。この手法を車載レーダ装置に適用する場合、所望方向以外に存在する物体による誤検知を防止するためには所望方向以外への電波の不要輻射(サイドローブ)を可能な限り抑圧することが望ましい。サイドローブを抑圧するには、理論的にアンテナアレイの中心から端に向かって各アンテナ素子からの電磁波の放射強度を徐々に小さくしていけばよいことがわかっているが、電磁波の放射強度を落とすことでサイドローブだけでなく所望方向の送信出力も落ちる副作用があり、必要な測定可能距離を得ることが出来ないことがある。 Beam combining using an antenna array is used as one technique for efficiently radiating transmission power only in a desired direction with this type of in-vehicle radar device and accurately estimating the arrival direction of the target. When this technique is applied to an in-vehicle radar device, it is desirable to suppress unnecessary radiation (side lobe) of radio waves in directions other than the desired direction as much as possible in order to prevent erroneous detection due to objects existing in directions other than the desired direction. In order to suppress the side lobes, it is theoretically known that the electromagnetic wave radiation intensity from each antenna element should be gradually reduced from the center to the edge of the antenna array. Dropping has the side effect of dropping not only the side lobe but also the transmission output in the desired direction, and the required measurable distance may not be obtained.
本開示の目的は、サイドローブを抑圧しつつ必要な測定可能距離を得ることが可能な車載レーダ装置、アンテナアレイの制御方法およびプログラムを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an on-vehicle radar device, an antenna array control method, and a program capable of obtaining a necessary measurable distance while suppressing side lobes.
本開示の第一形態は、所定方向に並ぶm個(mは3以上の整数)のアンテナ素子のうち、両端のアンテナ素子を少なくとも含む第一アンテナ群と、前記第一アンテナ群に含まれないアンテナ素子からなる第二アンテナ群であって、前記所定方向における中央のアンテナ素子を少なくとも含む第二アンテナ群と、を備えたアンテナアレイと、少なくとも前記アンテナアレイの正面方向を含む第一範囲に電磁波を放射する場合、前記第二アンテナ群からの電磁波の放射強度が、前記第一アンテナ群からの電磁波の放射強度よりも大きくなるよう制御する制御部と、を備える車載レーダ装置に向けられる。 The first form of the present disclosure is not included in the first antenna group including at least antenna elements at both ends among m antenna elements (m is an integer of 3 or more) arranged in a predetermined direction, and the first antenna group. A second antenna group comprising antenna elements, the antenna array comprising: a second antenna group including at least a central antenna element in the predetermined direction; and an electromagnetic wave in a first range including at least a front direction of the antenna array. Is directed to an in-vehicle radar device including a control unit that controls the radiation intensity of the electromagnetic wave from the second antenna group to be larger than the radiation intensity of the electromagnetic wave from the first antenna group.
本開示の第二形態は、所定方向に並ぶm個(mは3以上の整数)のアンテナ素子のうち、両端のアンテナ素子を少なくとも含む第一アンテナ群と、前記第一アンテナ群に含まれないアンテナ素子からなる第二アンテナ群であって、前記所定方向における中央のアンテナ素子を少なくとも含む第二アンテナ群と、を備えたアンテナアレイの制御方法であって、少なくとも前記アンテナアレイの正面方向を含む第一範囲に電磁波を放射する場合、前記第二アンテナ群からの電磁波の放射強度が、前記第一アンテナ群からの電磁波の放射強度よりも大きくなるよう制御するステップ、を備えるアンテナアレイの制御方法に向けられる。 The second form of the present disclosure includes a first antenna group including at least antenna elements at both ends among m antenna elements (m is an integer of 3 or more) arranged in a predetermined direction, and is not included in the first antenna group. A second antenna group comprising antenna elements, the second antenna group including at least a central antenna element in the predetermined direction, and a method for controlling an antenna array, including at least a front direction of the antenna array A method of controlling an antenna array, comprising the step of controlling the electromagnetic wave radiation intensity from the second antenna group to be greater than the electromagnetic wave radiation intensity from the first antenna group when the electromagnetic wave is radiated to the first range. Directed to.
本開示の第三形態は、所定方向に並ぶm個(mは3以上の整数)のアンテナ素子のうち、両端のアンテナ素子を少なくとも含む第一アンテナ群と、前記第一アンテナ群に含まれないアンテナ素子からなる第二アンテナ群であって、前記所定方向における中央のアンテナ素子を少なくとも含む第二アンテナ群と、を備えたアンテナアレイを制御するためのプログラムであって、コンピュータに、少なくとも前記アンテナアレイの正面方向を含む第一範囲に電磁波を放射する場合、前記第二アンテナ群からの電磁波の放射強度が、前記第一アンテナ群からの電磁波の放射強度よりも大きくなるよう処理、を実行させるプログラムに向けられる。 In the third embodiment of the present disclosure, among m antenna elements (m is an integer of 3 or more) arranged in a predetermined direction, the first antenna group including at least antenna elements at both ends, and not included in the first antenna group A program for controlling an antenna array comprising: a second antenna group comprising antenna elements, and a second antenna group including at least a central antenna element in the predetermined direction, wherein the program is stored in a computer. When radiating electromagnetic waves to the first range including the front direction of the array, processing is performed so that the radiant intensity of the electromagnetic waves from the second antenna group is greater than the radiant intensity of the electromagnetic waves from the first antenna group. Directed to the program.
上記各形態では、サイドローブを抑圧しつつ十分な測定可能距離を得ることが可能な車載レーダ装置、アンテナアレイの制御方法およびプログラムを提供することが出来る。 In each of the above embodiments, it is possible to provide an in-vehicle radar device, an antenna array control method, and a program that can obtain a sufficient measurable distance while suppressing side lobes.
[1 定義]
図1他において、x軸は、m個のアンテナ素子111が並ぶ方向(以下、所定方向xという)を示す。y軸は、x軸と直交し、誘電体基板の主面の法線方向(以下、正面方向yという)を示す。
[1 definition]
In FIG. 1 and others, the x-axis indicates a direction in which
また、下表1は、以下の説明で使用される頭字語や略語の意味を示す。 Table 1 below shows the meanings of acronyms and abbreviations used in the following description.
[2 実施形態]
以下、上記図面を参照して、本開示の一実施形態に係る車載レーダ装置1、アンテナアレイの制御方法およびプログラムについて詳説する。
[2 embodiment]
Hereinafter, the vehicle-mounted radar device 1, the antenna array control method, and the program according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
[2.1 一般的な車載レーダ装置5の概略構成について]
まず、本開示の車載レーダ1の説明に先立ち、一般的な車載レーダ装置5について詳説する。
[2.1 General configuration of general in-vehicle radar device 5]
First, prior to the description of the in-vehicle radar 1 of the present disclosure, a general in-vehicle radar device 5 will be described in detail.
車載レーダ装置5は、図1に示すように、アンテナアレイ11と、制御部13と、移相器15と、周波数変換器17と、局部発振器19と、アンプ21と、パワーアンプ23と、を備えており、車両Vの周囲を監視する。車載レーダ装置5の監視エリアは、車両Vの右側前方に定義されたエリアとして説明を続けるが、車両Vの右側前方以外(右側後方等)を監視しても良い。
As shown in FIG. 1, the in-vehicle radar device 5 includes an
なお、図1等は、後述の本開示に係る車載レーダ装置1の説明でも援用される。よって、これら図面における車載レーダ装置5には、参照符号1,5の双方が使用される。 1 and the like are also used in the description of the on-vehicle radar device 1 according to the present disclosure described later. Therefore, both reference numerals 1 and 5 are used for the in-vehicle radar device 5 in these drawings.
アンテナアレイ11はm個(mは3以上の整数)のアンテナ素子111を有する。m個のアンテナ素子111は、誘電体基板の主面上に、所定方向xに一列に並ぶように形成される。以下、m=8として説明を続ける。
The
アンテナアレイ11は、誘電体基板の主面(即ち、アンテナ面)が監視エリアと正対するよう、車両Vの前方右隅に取り付けられる。
The
m個のアンテナ素子111は、第一アンテナ群115と、第二アンテナ群117とに分類される。
The
第一アンテナ群115は、m個のアンテナ素子111のうち、少なくとも、所定方向xにおける両端に位置するアンテナ素子111を含む。
The
第一アンテナ群115はさらに、両端のアンテナ素子111から中央に向かって連続するn個のアンテナ素子111を含んでいても良い。nは、大抵の場合、2以上の整数であるが、1であっても良い。nが1の場合、第一アンテナ群115は、両端のアンテナ素子111のみからなる。
The
第二アンテナ群117は、m個のアンテナ素子111のうち、第一アンテナ群115に含まれないアンテナ素子111からなり、アンテナアレイ11の中央に位置するアンテナ素子111を本質的に含む。
The
ここで、中央のアンテナ素子111とは、上記mが奇数の場合は、両端のアンテナ素子111から起算して、中央方向に(m−1)/2個目に位置する。それに対し、上記mが偶数の場合、中央のアンテナ素子111とは、両端のアンテナ素子111から起算して、中央方向にm/2個目に位置する。
Here, when m is an odd number, the
また、第二アンテナ群117は、上記mが偶数の場合、所定方向xに連続する4個以上のアンテナ素子111からなり、上記mが奇数の場合、所定方向xに連続する3個以上のアンテナ素子111からなる。
The
各アンテナ素子111は、後段のパワーアンプ23から供給された変調信号(高周波信号)により駆動され、電磁波を放射する。各アンテナ素子111から放射された電磁波は空間において合成される。本説明では、空間で合成された電磁波をビームと呼ぶ場合がある。
Each
ここで、図2を参照する。上記ビームは、後述のベースバンド信号の位相を適切に変えることで、監視エリアA内で走査される。具体的には、監視エリアAは、所定の角度ステップΔθ毎に分割される。本説明の監視エリアAでは、8個の部分エリアB1〜B8が、ビームの走査方向における一方端から他方端に向かって順番に形成されるとする。なお、分割エリアの数は8個以外であっても良い。 Reference is now made to FIG. The beam is scanned in the monitoring area A by appropriately changing the phase of a baseband signal described later. Specifically, the monitoring area A is divided every predetermined angle step Δθ. In the monitoring area A of this description, it is assumed that eight partial areas B1 to B8 are formed in order from one end to the other end in the beam scanning direction. The number of divided areas may be other than eight.
より具体的には、部分エリアB1が車両の前方にあり、部分エリアB8が車両の右側方にある。また、部分エリアB4,B5の境界辺りが走査方向における中心となると共に、アンテナアレイ11の正面方向yと一致する。このような部分エリアB4,B5は、第一範囲の一例であり、他の部分エリアB1〜B3,B6〜B8は、第二範囲の一例である。
More specifically, the partial area B1 is in front of the vehicle, and the partial area B8 is on the right side of the vehicle. Further, the boundary area between the partial areas B4 and B5 is the center in the scanning direction and coincides with the front direction y of the
制御部13は、例えば、制御基板上に入力部、出力部、マイコン、プログラムメモリおよびワーキングメモリ等が実装されたECUである。マイコンは、プログラムメモリ内に予め格納されたプログラムをワーキングメモリを使いながら実行して、本車載レーダ装置5の構成各部を制御する。特に、プログラムメモリは、例えば、ADASによる車線合流支援や車両の自動運転による車線合流のためのアプリケーションを内部に格納しており、マイコンは、必要に応じてこのアプリケーションを実行する。
The
制御部13は、ベースバンド信号を各移相器15に出力する。
The
各移相器15は、制御部13と電気的に接続されており、アンテナアレイ11からの出射ビームを監視エリアA(図2を参照)内で走査するために、自身への入力ベースバンド信号の位相をシフトさせる。ここで、各位相のシフト量は、制御部13により指定される。
Each
各位相シフト量は、本車載レーダ装置1の設計・開発段階における実験等で予め求められ、制御部13内に格納されたLUTに記述される。
Each phase shift amount is obtained in advance by an experiment or the like in the design / development stage of the in-vehicle radar device 1 and described in an LUT stored in the
各周波数変換器17は、自身の後段に接続された移相器15からベースバンド信号を受け取る。各周波数変換器17には、局部発振器19からの搬送波(例えば、ミリ波帯の搬送波)も入力される。各周波数変換器17は、入力ベースバンド信号で入力搬送波を変調して、変調信号を生成する。
Each
本説明では、一個の局部発振器19から出力された搬送波がm個に分岐された後に、アンプ21を経て対応する周波数変換器17に入力される。各アンプ21の利得は可変であり、制御部13により指定される。増幅度の設定については後述する。
In this description, the carrier wave output from one
各パワーアンプ23は、自身の後段に接続された周波数変換器17から変調信号を受け取る。各パワーアンプ23は、制御部13により指定された利得で、受け取った変調信号を増幅して、前段のアンテナ素子111に供給する。
Each
アンテナアレイ11は、各アンテナ素子111に変調信号が供給されると、監視エリアA(図2を参照)に向けてビームを出射する。出射ビームは監視エリアA内に存在する物標にて反射されて、一部が車載レーダ装置1に戻り波として到来する。制御部13は、このような戻り波を用いて、車載レーダ装置1を基準とする物標の位置(具体的には距離および方向)を導出する。なお、戻り波の処理については、本開示の要部では無いため、これ以上の説明を控える。
When a modulation signal is supplied to each
[2.2 技術的課題の詳細について]
ここで、正面方向yへの出射ビームは、メインローブと、複数のサイドローブを含んでいる。サイドローブは、アンテナアレイ11の正面方向yを0°とした場合、左右両方向に広範囲にわたって形成される。
[2.2 Details of technical issues]
Here, the outgoing beam in the front direction y includes a main lobe and a plurality of side lobes. The side lobes are formed over a wide range in both the left and right directions when the front direction y of the
本車載レーダ装置5が、車線合流に応用される場合、サイドローブを抑圧しつつ十分な測定可能距離を得ることが重要である。以下、この課題について詳説する。 When this in-vehicle radar device 5 is applied to lane merging, it is important to obtain a sufficient measurable distance while suppressing side lobes. Hereinafter, this problem will be described in detail.
図3は、前述の一般的な車載レーダ装置5を搭載した自車両V1の車線合流シーンを時系列で示す図である。なお、図3には、課題を分かりやすくために、8個の部分エリアB1〜B8に分割される監視エリアAも示される。 FIG. 3 is a diagram showing the lane merge scene of the host vehicle V1 equipped with the above-described general vehicle-mounted radar device 5 in time series. FIG. 3 also shows a monitoring area A that is divided into eight partial areas B1 to B8 for easy understanding of the problem.
まず、車線合流支援のためのアプリケーションを制御部13が実行時、図3において、時刻がt0では、物標としての他車両V2は、自車両V1の右側の部分エリアB7,B8に向けて出射されたビームにより捕捉される。この時、自車両V1は他車両V2に近接していると、サイドローブLsにより他の部分エリアB6等の物体を誤検知する可能性も十分に低く、また、制御部13は、右隣りの車線への合流を指示しない。
First, when the
また、時刻がt0より後のt2では、他車両V2は、自車両V1の前方の部分エリアB3,B4に向けて出射されたビームにより捕捉される。この時、他車両V2は自車両V1から十分な離れた位置を走行しているため、サイドローブ特性が劣化していても(即ち、出射ビームの精度がサイドローブLsにより劣化していても)、制御部13による、右隣りの車線への合流可否の判断に大きな影響を与えない。
Further, at time t2 after time t0, the other vehicle V2 is captured by a beam emitted toward the partial areas B3 and B4 in front of the host vehicle V1. At this time, since the other vehicle V2 is traveling at a position sufficiently away from the host vehicle V1, the side lobe characteristics are deteriorated (that is, the accuracy of the emitted beam is deteriorated due to the side lobe Ls). The
また、時刻がt0,t2の間のt1では、他車両V2は、自車両V1の右側前方の部分エリアB4,B5(即ち、正面方向yを含む第一範囲)に向けて出射されたビームにより捕捉される。このように他車両V2がアンテナアレイ11の正面を走行している場合、右隣りの車線への合流可否の判断のために、他車両V2までの距離を正しく導出することが求められる。
Further, at t1 between times t0 and t2, the other vehicle V2 is caused by a beam emitted toward the partial areas B4 and B5 (that is, the first range including the front direction y) on the right side of the host vehicle V1. Be captured. When the other vehicle V2 is traveling in front of the
しかし、部分エリアB4,B5にビームを出射しているにも関わらず、サイドローブLsの抑圧が不十分であると、不所望の部分エリアB3,B6からの戻り波に基づき、不所望の物標の距離や方向を導出してしまうことがあった。 However, if the side lobe Ls is not sufficiently suppressed even though the beams are emitted to the partial areas B4 and B5, an undesired object is generated based on the return wave from the undesired partial areas B3 and B6. In some cases, the distance and direction of the mark were derived.
[2.3 本開示のレーダ装置1について]
上記課題に鑑み、本件発明者は、以下に詳説する車載レーダ装置1を想到するに至った。以下、上記説明で用いた図1〜図3に加え、図4,図5を参照して、車載レーダ装置1について詳説する。
[2.3 Radar Device 1 of the Present Disclosure]
In view of the above problems, the present inventor has come up with an in-vehicle radar device 1 described in detail below. The in-vehicle radar device 1 will be described in detail below with reference to FIGS. 4 and 5 in addition to FIGS. 1 to 3 used in the above description.
図1において、車載レーダ装置1は、車載レーダ装置5と比較すると、制御部13による制御内容(図4を参照)が異なる点で相違する。それ以外に、両車載レーダ装置1,5の間に相違点は無い。それ故、車載レーダ装置1において、車載レーダ装置5の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。 In FIG. 1, the in-vehicle radar device 1 is different from the in-vehicle radar device 5 in that the contents of control by the control unit 13 (see FIG. 4) are different. Other than that, there is no difference between the in-vehicle radar devices 1 and 5. Therefore, in the in-vehicle radar device 1, the same reference numerals are assigned to the components corresponding to the configuration of the in-vehicle radar device 5, and description thereof is omitted.
図4において、制御部13は、自身と接続されたナビゲーションECUからの指示をトリガーとして、車線合流支援の最中に、ビームを今回出射する範囲が第一範囲か否かを判断する(ステップS001)。
In FIG. 4, the
第一範囲と判断すると(ステップS001でYES)、制御部13は、正確な合流可否判断が必要であるとして、第二アンテナ群117に属するアンテナ素子111に接続されたパワーアンプ23の利得と比較して、第一アンテナ群115に属するアンテナ素子111に接続されたパワーアンプ23の利得を小さくする(ステップS003)。この処理により、レーダ装置1が第一範囲に電磁波を放射する場合に、第二アンテナ群117に属するアンテナ素子111からの電磁波の放射強度が、第一アンテナ群115に属するものからの電磁波の放射強度よりも大きくなる。
If the first range is determined (YES in step S001), the
具体的には、下表1に示すように、中央から両端のアンテナ素子111に向かう程、利得が小さくなるように、パワーアンプ23の利得が設定される。
Specifically, as shown in Table 1 below, the gain of the
ここで、本車載レーダ装置1を構成する集積回路の少なくとも一部が微細CMOSプロセスで作製されるとする。このような集積回路の耐圧は他プロセスの場合と比較して小さくなり、その結果、各アンテナ素子111に供給される変調信号の強度が制限される。第二アンテナ群117に接続されたパワーアンプ23の利得の上限は、CMOSプロセスで作製された集積回路の耐圧に基づき定められることが好ましい。
Here, it is assumed that at least a part of the integrated circuit constituting the in-vehicle radar device 1 is manufactured by a fine CMOS process. The withstand voltage of such an integrated circuit is smaller than that of other processes, and as a result, the intensity of the modulation signal supplied to each
なお、下表2において、所定方向xにおける一方端のアンテナ素子111から他方端のアンテナ素子111に向かってa,b,…,hというサフィックス(接尾辞)を付加する。
In Table 2 below, suffixes a, b,..., H are added from the one
また、下表2の右側列には、対比のために、ステップS005により得られるアンテナ素子111の利得が示される。
Further, the right column of Table 2 below shows the gain of the
ステップS003での利得調整により、詳細は後述するが、第一範囲への出射ビームにおいて、メインローブの利得はさほど低減する事無く、サイドローブの利得を十分に抑圧することが出来る。 Although details will be described later by adjusting the gain in step S003, the gain of the side lobe can be sufficiently suppressed without significantly reducing the gain of the main lobe in the outgoing beam to the first range.
それに対し、ステップS001で第二範囲と判断すると(ステップS001でNO)、制御部13は、正確な合流可否判断が必要ないとして、第一アンテナ群および第二アンテナ群117に属する全アンテナ素子111に接続されたパワーアンプ23の利得を相対的に大きくする(ステップS005)。
On the other hand, if the second range is determined in step S001 (NO in step S001), the
ステップS005におけるパワーアンプ23の利得は、ステップS003の場合と同様、CMOSプロセスで作製された集積回路の耐圧に基づき定められる。
The gain of the
上記のようなステップS005により、レーダ装置1が第二範囲に電磁波を放射する場合に、第一アンテナ群115および第二アンテナ群117に属するアンテナ素子111からの電磁波の放射強度を互いに同じにすることが可能となる。
When the radar apparatus 1 radiates electromagnetic waves in the second range by step S005 as described above, the radiation intensity of the electromagnetic waves from the
また、ステップS005での利得調整により、詳細は後述するが、第二範囲への出射ビームにおいて、メインローブの利得も、サイドローブの利得も最大とすることが出来る。 Although the details will be described later by adjusting the gain in step S005, the gain of the main lobe and the gain of the side lobe can be maximized in the outgoing beam to the second range.
上記のようなステップS001〜S005は、例えば、車線合流支援のためのアプリケーションを実行中(ステップS007)、繰り返される。 Steps S001 to S005 as described above are repeated, for example, while an application for lane merging support is being executed (step S007).
[2.4 本開示のレーダ装置1の作用・効果]
図5には、ステップS003の実行により、アンテナアレイ11から第一範囲に向けて出射されたビームの、角度に対する利得の特性曲線C1が実線で示される。なお、正面方向yを0°としている。
[2.4 Operation / Effect of Radar Device 1 of Present Disclosure]
In FIG. 5, the characteristic curve C1 of the gain with respect to the angle of the beam emitted from the
図5にはさらに、比較のために、全パワーアンプ23の利得を相対的に大きくした場合における、第一範囲への出射ビームの角度に対する利得の特性曲線C2が破線で示される。
Further, for comparison, a characteristic curve C2 of the gain with respect to the angle of the outgoing beam to the first range when the gain of all the
ステップS003の実行により、両端のアンテナ素子111に接続されたパワーアンプ23の利得が中央のアンテナ素子111のそれと比較して小さくされる。換言すると、制御部13は、第二アンテナ群117を構成する各アンテナ素子111からの放射強度が、第一アンテナ群115を構成する各アンテナ素子111からの放射強度よりも大きくなるよう制御する。その結果、特性曲線C1における各サイドローブLs1は、特性曲線C2の各サイドローブLs2と比較して大きく抑圧される。
By executing step S003, the gain of the
しかしながら、本レーダ装置1のように、複数のアンテナ素子111からの電磁波を合成したビームが、正面方向yを含む第一範囲に出射されるため、特性曲線C1のメインローブLm1は、理論上、特性曲線C2のメインローブLm2と比較してもさほど抑圧されない。
However, as the radar apparatus 1, a beam obtained by synthesizing electromagnetic waves from the plurality of
以上のことから、本レーダ装置1によれば、正面方向yを含む第一範囲に対し限定的にステップS003のような利得調整を行うことで、サイドローブLs1を抑圧しつつ、メインローブLm1を用いて十分な測定可能距離を得ることが可能となる。従って、図3の時刻t1のようにアンテナアレイ11の正面方向yにおいて離れた位置を他車両V2が走行している場合であっても、サイドローブLs1による誤検知を抑制しつつ、他車両V2までの距離を正しく導出することが可能となる。その結果、制御部13は、車線合流支援のためのアプリケーションを実行中、隣りの車線への合流可否の正しく判断することが出来る。
From the above, according to the present radar apparatus 1, the main lobe Lm1 is suppressed while suppressing the side lobe Ls1 by performing gain adjustment in a limited manner in step S003 on the first range including the front direction y. It is possible to obtain a sufficient measurable distance by using. Therefore, even when the other vehicle V2 is traveling in a position away from the
また、ステップS005の実行により、全アンテナ素子111に接続されたパワーアンプ23の利得が互いに同一に設定される。換言すると、制御部13は、第一アンテナ群115および第二アンテナ群117を構成する各アンテナ素子111からの放射強度が互いに同じになるよう制御する。この処理の結果、第二範囲に関して十分な測定可能距離を得ることが可能となる。
Further, by executing step S005, the gains of the
[2.5 変形例]
ところで、出射ビームのサイドローブの抑圧を重視すると、例えば、m個のアンテナ素子111において中央のものから両端のものにかけて、最大9dBという大きな減衰量を1dB単位で細かく調整することが必要になってくる。このような仕様を保証することは、プロセスの製造バラツキを考慮すると非常に困難である。特に、レーダ装置1の出荷時におけるパワー校正は、最大パワーに対してのみ実施されることが多く、大きな減衰量を仕様とする場合、その誤差が課題となることが多い。
[2.5 Modification]
By the way, if importance is placed on the suppression of the side lobe of the outgoing beam, for example, in the
そこで、車線合流支援で課題視される、メインローブの両側において隣接するサイドローブの強度にのみ着目し、m個のアンテナ素子111のうち、第一アンテナ群115に属する4個のアンテナ素子111に対しては利得を低減させずに、第二アンテナ群117に属する残りのアンテナ素子111の利得を互いに同じ6dBだけ低減させる(下表3を参照)。この手法によれば、図6の特性曲線(即ち、第一範囲への出射ビームの、角度に対する利得の特性曲線)C3に示すように、車線合流支援時に重要となるメインローブに隣接するサイドローブのレベルを効果的に落とすことが出来る。
Therefore, paying attention only to the strength of side lobes adjacent on both sides of the main lobe, which is regarded as a problem in the lane merge support, out of the m
なお、図6には、対比のために、図5の特性曲線C2と同様の特性曲線C4も示されている。 In FIG. 6, a characteristic curve C4 similar to the characteristic curve C2 in FIG. 5 is also shown for comparison.
[3 付記]
上記説明では、アンテナアレイ11からの利得の分布を調整するために、制御部13は、各パワーアンプ23の利得を調整していた。しかし、これに限らず、制御部13は、各アンプ21の利得を調整したり、ベースバンド信号の振幅を調整したりして、この利得分布を調整しても良い。
[3 Notes]
In the above description, the
上記説明では、各アンテナ素子111からの放射強度の分布が正面方向yを基準として互いに対称であった。しかし、これに限らず、この分布は非対称であっても良い。
In the above description, the distribution of the radiation intensity from each
本開示に係る車載レーダ装置、アンテナアレイの制御方法およびプログラムは、サイドローブを抑圧しつつ十分な測定可能距離を得ることが可能であり、車線合流支援、車線変更支援、自動駐車支援等の用途に好適である。 The vehicle-mounted radar device, the antenna array control method, and the program according to the present disclosure can obtain a sufficient measurable distance while suppressing side lobes, and are used for lane merging support, lane change support, automatic parking support, etc. It is suitable for.
1 車載レーダ装置
11 アンテナアレイ
111 アンテナ素子
115 第一アンテナ群
117 第二アンテナ群
13 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 In-
Claims (7)
少なくとも前記アンテナアレイの正面方向を含む第一範囲に電磁波を放射する場合、前記第二アンテナ群からの電磁波の放射強度が、前記第一アンテナ群からの電磁波の放射強度よりも大きくなるよう制御する制御部と、
を備える車載レーダ装置。 Of m antenna elements (m is an integer of 3 or more) arranged in a predetermined direction, a first antenna group including at least antenna elements at both ends, and a second antenna group including antenna elements not included in the first antenna group A second antenna group including at least a central antenna element in the predetermined direction, and an antenna array comprising:
When radiating an electromagnetic wave in a first range including at least the front direction of the antenna array, control is performed so that the radiant intensity of the electromagnetic wave from the second antenna group is greater than the radiant intensity of the electromagnetic wave from the first antenna group. A control unit;
An on-vehicle radar device comprising:
請求項1に記載の車載レーダ装置。 The control unit, when radiating electromagnetic waves toward the second range other than the first range, controls the radiation intensity from the plurality of antenna elements to be the same,
The on-vehicle radar device according to claim 1.
前記mが奇数の場合、前記第二アンテナ群は、前記中央のアンテナ素子を含みかつ前記所定方向に連続する3個以上のアンテナ素子からなる、
請求項1に記載の車載レーダ装置。 When m is an even number, the second antenna group includes four or more antenna elements including the central antenna element and continuing in the predetermined direction;
When m is an odd number, the second antenna group includes three or more antenna elements including the central antenna element and continuing in the predetermined direction.
The on-vehicle radar device according to claim 1.
請求項1に記載の車載レーダ装置。 When the control unit radiates electromagnetic waves toward the first range, the radiation intensity from each antenna element from the first antenna group is the same, and from each antenna element of the second antenna group Control it to be smaller than the radiant intensity,
The on-vehicle radar device according to claim 1.
請求項1に記載の車載レーダ装置。 When the control unit radiates electromagnetic waves to the first range when changing lanes, the electromagnetic wave radiation intensity from the second antenna group is greater than the electromagnetic wave radiation intensity from the first antenna group. Control,
The on-vehicle radar device according to claim 1.
少なくとも前記アンテナアレイの正面方向を含む第一範囲に電磁波を放射する場合、前記第二アンテナ群からの電磁波の放射強度が、前記第一アンテナ群からの電磁波の放射強度よりも大きくなるよう制御するステップ、
を備えるアンテナアレイの制御方法。 Of m antenna elements (m is an integer of 3 or more) arranged in a predetermined direction, a first antenna group including at least antenna elements at both ends, and a second antenna group including antenna elements not included in the first antenna group And a second antenna group including at least a central antenna element in the predetermined direction, and a method for controlling an antenna array, comprising:
When radiating an electromagnetic wave in a first range including at least the front direction of the antenna array, control is performed so that the radiant intensity of the electromagnetic wave from the second antenna group is greater than the radiant intensity of the electromagnetic wave from the first antenna group. Step,
An antenna array control method comprising:
コンピュータに、
少なくとも前記アンテナアレイの正面方向を含む第一範囲に電磁波を放射する場合、前記第二アンテナ群からの電磁波の放射強度が、前記第一アンテナ群からの電磁波の放射強度よりも大きくなるよう処理、
を実行させるプログラム。 Of m antenna elements (m is an integer of 3 or more) arranged in a predetermined direction, a first antenna group including at least antenna elements at both ends, and a second antenna group including antenna elements not included in the first antenna group And a second antenna group including at least a central antenna element in the predetermined direction, and a program for controlling an antenna array comprising:
On the computer,
When radiating electromagnetic waves to the first range including at least the front direction of the antenna array, the radiation intensity of the electromagnetic waves from the second antenna group is processed to be greater than the radiation intensity of the electromagnetic waves from the first antenna group,
A program that executes
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017061607A JP2018163108A (en) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | On-vehicle radar device, antenna array control method and program |
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WO2021074949A1 (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | オムロン株式会社 | Radar device and vehicle |
-
2017
- 2017-03-27 JP JP2017061607A patent/JP2018163108A/en active Pending
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WO2021074949A1 (en) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | オムロン株式会社 | Radar device and vehicle |
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