DE102017218103A1 - Housing for a radar sensor and device for transmitting electrical energy by means of inductive coupling - Google Patents

Housing for a radar sensor and device for transmitting electrical energy by means of inductive coupling Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Radarsensor (3, 7), dessen Gehäusewände (6a, 6b, 6c) aus Material mit für hochfrequente elektromagnetische Wellen dämpfenden Eigenschaften gebildet sind und die in zumindest zwei unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedliche Wanddicken aufweisen. Zumindest zwei solcher Radarsensorgehäuse können am Außenrand des Kopplungsbereichs einer Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie mittels induktiver Kopplung und zur Erkennung von Körpern im Kopplungsbereich mittels Radarsensoren (3, 7), deren Ansprechempfindlichkeit für Körper außerhalb des Kopplungsbereichs wesentlich geringer ist als für Körper innerhalb des Kopplungsbereichs, angeordnet sein.The invention relates to a housing for a radar sensor (3, 7) whose housing walls (6a, 6b, 6c) are formed of material with properties damping high-frequency electromagnetic waves and which have different wall thicknesses in at least two different spatial directions. At least two such radar sensor housings may be at the outer edge of the coupling region of an apparatus for transmitting electrical energy by means of inductive coupling and for detecting bodies in the coupling region by means of radar sensors (3, 7), the responsiveness for bodies outside the coupling region is substantially lower than for bodies within the coupling region, be arranged.

Description

In Kraftfahrzeugen werden zunehmend Hochfrequenzsenderempfängerbauteile oder Radarsensoren eingesetzt, um beispielsweise eine Kommunikation für ein schlüsselloses Zugangssystem zu ermöglichen. Möglich ist auch deren Einsatz bei Abstandsmessgeräten, um beispielsweise den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen konstant zu halten oder bei Einparkhilfevorrichtungen. Solche Radarsensoren werden aber auch eingesetzt, um Objekte in einem zu überwachenden Bereich zu erkennen, beispielsweise eine Fußgeste, um den Kofferraumdeckel zu öffnen, aber auch um einen Spalt in einer Spulenanordnung zur induktiven Energieübertragung zum Laden von Batterien zu überwachen, um störende Objekte insbesondere lebende Objekte wie Katzen erkennen zu können.In motor vehicles, radio frequency transceiver components or radar sensors are increasingly being used to enable, for example, communication for a keyless entry system. Also possible is their use in distance measuring devices, for example, to keep the distance to vehicles in front constant or Einparkhilfevorrichtungen. Such radar sensors are also used to detect objects in an area to be monitored, such as a foot gesture to open the trunk lid, but also to monitor a gap in a coil assembly for inductive energy transfer for charging batteries to disturbing objects in particular living To recognize objects like cats.

Hierfür ist es jedoch nötig, die hochfrequente Strahlung auf den Bereich zu fokussieren, der tatsächlich überwacht werden soll und insbesondere die Detektionsempfindlichkeit in benachbarten Bereichen stark zu reduzieren, um Reaktionen, die durch die Detektion solcher Objekten eingeleitet bzw. ausgelöst werden, nicht unnötig hervorzurufen. Zwar soll beispielsweise das induktive Laden mit hoher Leistung unterbrochen werden, wenn sich ein Lebewesen im Spalt zwischen einer sendenden Bodenplatte und dem empfangenen Fahrzeug befindet, andererseits jedoch nicht abgeschaltet werden, wenn sich dieses Lebewesen nur in der Nähe vorbei bewegt.However, for this purpose it is necessary to focus the high-frequency radiation on the area which is actually to be monitored and, in particular, to greatly reduce the detection sensitivity in adjacent areas in order not to unnecessarily provoke reactions initiated or triggered by the detection of such objects. For example, high power inductive charging should be discontinued if a living being is in the gap between a transmitting floor panel and the received vehicle, but on the other hand will not be shut off if that living being moves past only nearby.

Eine richtungsabhängige Empfindlichkeit solcher HF- bzw. Radarsensoren kann beispielsweise durch Antennengruppen oder Phase-Array-Antennen oder aber auch mittel Reflektoren oder Direktoren oder spezieller Antennenbauformen erreicht werden. Denkbar sind auch Mischformen oben genannter Lösungen. Allerdings erfordern diese Lösungen kostenintensive Auslegungen der Antennen bzw. Sensoren oder der zusätzlichen Reflektoren bzw. Direktoren.A direction-dependent sensitivity of such RF or radar sensors can be achieved, for example, by antenna groups or phase-array antennas or else by means of reflectors or directors or special antenna designs. Also conceivable are mixed forms of the abovementioned solutions. However, these solutions require costly designs of the antennas or sensors or the additional reflectors or directors.

Die DE 197 07 585 A1 beschreibt ein Gehäuse für einen Radarsensor mit radarabsorbierenden Eigenschaften, das elektrisch leitende Artikel enthält, deren Abmessungen auf die Frequenz der zu absorbierenden Radarstrahlen abgestimmt sind. Das Gehäuse besteht dort aus einem Material, das als Grundkomponente Kunststoff, und verstärkt oder verstärkt durch Glasfasern, wahlweise mineralisch gefüllt ist und als Zusatz Stahlfasern in einer derartigen Mischung enthält, dass die spezifische Leitfähigkeit des Gehäuses einen vorgegebenen Wert einhält. Dieses bekannte Gehäuse ist nach einer Seite offen, so dass in dieser Richtung die hochfrequente Strahlung keine Dämpfung erfährt und durch diese Öffnung somit die Richtcharakteristik festgelegt ist.The DE 197 07 585 A1 describes a housing for a radar sensor with radar absorbing properties, which contains electrically conductive articles whose dimensions are matched to the frequency of the radar beams to be absorbed. The housing consists of a material which is plastic as the basic component, and reinforced or reinforced by glass fibers, optionally filled with mineral and contains as an additive steel fibers in such a mixture that the specific conductivity of the housing adheres to a predetermined value. This known housing is open to one side, so that in this direction, the high-frequency radiation undergoes no attenuation and thus the directional characteristic is determined by this opening.

Hierdurch kann allerdings Schmutz in das Gehäuse eindringen und die Antenne oder weitere elektronische Bauteile in ihrer Funktion beeinträchtigen.As a result, however, dirt can penetrate into the housing and affect the function of the antenna or other electronic components.

In einer Weiterbildung schlägt die DE 10 2015 222 058 A1 vor, das Gehäuse für einen Radarsensor komplett geschlossen auszubilden, jedoch zwei unterschiedliche radarabsorbierende Eigenschaften aufweisende Materialien zu verwenden, um auf diese Weise eine Richtcharakteristik zu erhalten. Die Verwendung unterschiedlicher Materialien erfordert jedoch einen höheren Fertigungsaufwand.In a training beats the DE 10 2015 222 058 A1 However, to form the housing for a radar sensor completely closed, but to use two different radar absorbing materials having to obtain in this way a directional characteristic. The use of different materials, however, requires a higher production cost.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden.It is therefore the object of the invention to avoid these disadvantages.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse für einen Radarsensor gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a housing for a radar sensor according to claim 1. Advantageous developments are specified in the subclaims.

Demnach sind bei einem Gehäuse für einen Radarsensor die Gehäusewände aus Material mit für hochfrequente elektromagnetische Wellen dämpfenden Eigenschaften gebildet, wobei in erfindungsgemäßer Weise die Gehäusewände in zumindest zwei unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedliche Wanddicken aufweisen.Accordingly, in a housing for a radar sensor, the housing walls are formed of material with properties damping for high-frequency electromagnetic waves, wherein the housing walls have different wall thicknesses in at least two different spatial directions in accordance with the invention.

Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, in einem Fertigungsschritt ein Gehäuse herzustellen, das die gewünschte Richtungscharakteristik hat, wobei die unterschiedlichen Wanddicken stufenlos ineinander übergehen können.This makes it possible in a particularly simple manner to produce a housing in a manufacturing step, which has the desired directional characteristic, the different wall thicknesses can merge seamlessly into each other.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gehäuses können die Wanddicken auch mit unterschiedlichen Materialien gebildet sein, die unterschiedliche Dämpfungswerte für hochfrequente elektromagnetische Strahlung haben.In a development of the housing according to the invention, the wall thicknesses can also be formed with different materials which have different attenuation values for high-frequency electromagnetic radiation.

In einer Ausbildung der Erfindung hat das Gehäuse eine im Wesentlichen kreissektorförmige Grundfläche, bei der die Kreisradien einen rechten Winkel bilden und dessen an dem Kreisbogen befindliche Gehäusewand eine geringere Dämpfung aufweist als die an den Kreisradien befindlichen Gehäusewände.In one embodiment of the invention, the housing has a substantially circular sector-shaped base surface in which the circular radii form a right angle and the housing wall located on the circular arc has a lower attenuation than the housing walls located at the circular radii.

Hierdurch kann durch eine im Gehäuse angeordnete Hochfrequenzantenne vor allem in einem Raumbereich abgestrahlt werden, der durch die beiden etwa rechtwinklig zueinander angeordneten Kreisradiengehäusewände begrenzt wird.This can be radiated by a high-frequency antenna arranged in the housing, especially in a spatial region which is bounded by the two approximately perpendicular to each other arranged Kreisradiengehäusewände.

Eine vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Gehäuses ist durch eine Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie mittels induktiver Kopplung und zur Erkennung von Körpern im Kopplungsbereich mittels Radarsensoren gegeben, wobei die Ansprechempfindlichkeit der Radarsensoren für Körper außerhalb des Kopplungsbereichs wesentlich geringer ist und bei der am Außenrand des Kopplungsbereichs zumindest zwei Radarsensorgehäuse gemäß der Ansprüche 1 bis 3 angeordnet sind.An advantageous application of the housing according to the invention is by a device for transmitting electrical energy by means of inductive coupling and for the detection of bodies in Given coupling region by means of radar sensors, wherein the responsiveness of the radar sensors for bodies outside the coupling region is substantially lower and in which at least two radar sensor housing according to the claims 1 to 3 are arranged on the outer edge of the coupling region.

Durch die zumindest zwei Radarsensoren in erfindungsgemäßen Gehäusen kann der sich zwischen diesen Radarsensorgehäusen befindliche Raum gut überwacht werden, ohne dass störende Objekte außerhalb dieses Bereichs die Empfindlichkeit des Radarsensors negativ beeinflussen. Besonders vorteilhaft ist eine etwa quadratische Vorrichtung an deren vier Ecken jeweils ein erfindungsgemäßer Radarsensor in einem erfindungsgemäßen Gehäuse angeordnet ist.As a result of the at least two radar sensors in housings according to the invention, the space located between these radar sensor housings can be well monitored without disturbing objects outside this range adversely affecting the sensitivity of the radar sensor. Particularly advantageous is an approximately square device at the four corners of each an inventive radar sensor is arranged in a housing according to the invention.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Radarsensorgehäuses im geöffneten Zustand,
  • 2 eine Schnittdarstellung, die einen Querschnitt von oben auf das Gehäuse zeigt und
  • 3 eine Schnittdarstellung, die einen Querschnitt von der Seite zeigt.
The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with the aid of figures. Show
  • 1 a perspective view of an embodiment of a radar sensor housing according to the invention in the open state,
  • 2 a sectional view showing a cross section of the top of the housing and
  • 3 a sectional view showing a cross section of the page.

Das erfindungsgemäße Gehäuse für einen Radarsensor ist mit einer Bodenplatte 1 gebildet, in der gemäß 3 ein Sockel 2 ausgebildet ist, der eine Schräge aufweisen kann, um für die darauf zu montierende Hochfrequenzantenne 3 eine Abstrahlrichtung in einem Winkel zu einem Boden vorzugeben. Die Bodenplatte 1 hat, wie 2 zeigt, eine etwa kreissektorförmige Grundplatte, wobei die beiden Kreisradien 4a, 4b in einem Winkel von etwa 90° zueinander angeordnet sind und die Ecken abgerundet sind.The housing according to the invention for a radar sensor is provided with a bottom plate 1 formed in accordance with 3 a pedestal 2 is formed, which may have a slope in order for the high-frequency antenna to be mounted thereon 3 to specify a direction of radiation at an angle to a ground. The bottom plate 1 has, like 2 shows an approximately circular sector-shaped base plate, wherein the two circular radii 4a . 4b are arranged at an angle of about 90 ° to each other and the corners are rounded.

Auf dem Sockel 2 ist eine Hochfrequenzantenne 3 angeordnet, die im dargestellten Beispiel durch eine planare Antenne gebildet ist. Das Gehäuse weist außerdem einen becherförmigen Deckel 5 auf, dessen Wände in erfindungsgemäßer Weise, wie der 2 zu entnehmen ist, unterschiedliche Dicken aufweisen. So haben die an den Kreisradien 4a, 4b angeordneten Wände 6a, 6b eine größere Dicke als die am Kreisbogen 4c angeordnete Wand 6c, so dass die hochfrequente Strahlung der Hochfrequenzantenne 3 im Bereich außerhalb der Kreisradien 4a, 4b sehr stark gedämpft ist, während sie im Bereich außerhalb des Kreisbogens 4c nur sehr schwach gedämpft ist.On the pedestal 2 is a high frequency antenna 3 arranged, which is formed in the illustrated example by a planar antenna. The housing also has a cup-shaped lid 5 on whose walls in accordance with the invention, as the 2 can be seen to have different thicknesses. So have the at the circle radii 4a . 4b arranged walls 6a . 6b a greater thickness than the circular arc 4c arranged wall 6c , so that the high-frequency radiation of the high-frequency antenna 3 in the area outside the circle radii 4a . 4b is very much subdued while in the area outside the arc 4c only very weakly damped.

Als Material für das Gehäuse können karbonisierte Kunststoffe und/oder Hartschäume verwendet werden. Wie aus dem Grundriss der Bodenplatte 1, die aus 2 gut hervorgeht, zu erkennen ist, kann durch Anordnung von vier solcher Gehäuse an den Ecken eines zu überwachenden Bereiches besonders gut der Innenbereich durch die Radarstrahlen überdeckt werden, während der Bereich außerhalb eines durch die Kreisradien 4a, 4b der vier Gehäuse definierten Vierecks nur von stark gedämpften elektromagnetischen Wellen erreicht wird, die, falls sie durch ein Objekt reflektiert werden, keine oder eine modifizierte Reaktion eines derartigen Radarsensors auslösen können.As material for the housing carbonized plastics and / or rigid foams can be used. As from the floor plan 1 , from 2 can be seen well, by arranging four such housing at the corners of a monitored area particularly well the inner area can be covered by the radar rays, while the area outside of one by the circular radii 4a . 4b of the four enclosures of defined quadrilateral is achieved only by strongly attenuated electromagnetic waves which, if reflected by an object, can cause no or a modified response of such a radar sensor.

Die Hochfrequenzantenne 3 ist auf einem Bauteil 7 angeordnet, das zusammen mit der Hochfrequenzantenne 3 einen Radarsensor bildet.The high-frequency antenna 3 is on a component 7 arranged along with the radio frequency antenna 3 forms a radar sensor.

Bei anderen Spulensystemen z.B. Doppel D wäre auch ein zentraler Sensor auf der Bodenplatten-Mitte möglich.In other coil systems, e.g. Double D would also be a central sensor on the bottom plate center possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 102015222058 A1 [0006]DE 102015222058 A1 [0006]

Claims (5)

Gehäuse für einen Radarsensor (3, 7), dessen Gehäusewände (6a, 6b, 6c) aus Material mit für hochfrequente elektromagnetische Wellen dämpfenden Eigenschaften gebildet sind und die in zumindest zwei unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedliche Wanddicken aufweisen.Housing for a radar sensor (3, 7), the housing walls (6a, 6b, 6c) are formed of material with damping properties for high-frequency electromagnetic waves and have different wall thicknesses in at least two different spatial directions. Gehäuse nach Anspruch 1, das mit unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlich dämpfenden Eigenschaften für hochfrequente elektromagnetische Wellen gebildet ist.Housing after Claim 1 , which is formed with different materials with different damping properties for high-frequency electromagnetic waves. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, bei dem durch eine Oberflächenstruktur der verwendeten Materialien die Dämpfungseigenschaft der Gehäusewände (6a, 6b, 6c) zusätzlich variiert ist.Housing after Claim 1 or 2 , in which by a surface structure of the materials used, the damping property of the housing walls (6a, 6b, 6c) is additionally varied. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine im Wesentlichen Kreissektor-förmige Grundfläche (1) hat, bei der die Kreisradien (4a, 4b) einen rechten Winkel bilden und dessen an dem Kreisbogen (4c) befindliche Gehäusewand (6c) eine geringere Dämpfung aufweist als die an den Kreisradien (4a, 4b) befindlichen Gehäusewände (6a, 6b).Housing according to one of the preceding claims, which has a substantially circular sector-shaped base surface (1), in which the circular radii (4a, 4b) form a right angle and whose located on the circular arc (4c) housing wall (6c) has a lower attenuation as the at the circle radii (4a, 4b) located housing walls (6a, 6b). Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Energie mittels induktiver Kopplung und zur Erkennung von Körpern im Kopplungsbereich mittels Radarsensoren (3, 7), deren Ansprechempfindlichkeit für Körper außerhalb des Kopplungsbereichs wesentlich geringer ist als für Körper innerhalb des Kopplungsbereichs, bei der am Außenrand des Kopplungsbereichs zumindest zwei Radarsensorgehäuse gemäß der Ansprüche 1 bis 4 angeordnet sind.Apparatus for transmitting electrical energy by means of inductive coupling and for detecting bodies in the coupling region by means of radar sensors (3, 7), whose sensitivity for bodies outside the coupling region is substantially lower than for bodies within the coupling region, wherein at least two radar sensor housing according to the outer edge of the coupling region of the Claims 1 to 4 are arranged.
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