CN101223457A - 用于在机动车中安装的具有雷达天线罩的天线装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有一激励场(1)及一前置的雷达天线罩(2)的天线装置、尤其是雷达天线装置中，雷达天线罩(2)的厚度在激励场上这样变化，使得可获得发射出的或接收到的波前的与位置相关的相位延迟。

Description

用于在机动车中安装的具有雷达天线罩的天线装置
技术领域
本发明涉及天线装置、特别是具有一个尤其为平面的激励场及一个前置的雷达天线罩的雷达天线装置。
背景技术
由DE 103 45 314 A1公开了一种在机动车上用于周围环境感测的雷达天线。在这种雷达天线中通常叠置地设置有多个天线单元，这些天线单元在一列内以相互固定的相位关系及幅值关系被控制。因此在仰角上达到射束聚束，该射束聚束有利于增加作用距离及有利于位于很小或很大高度上的不希望的目标的消隐。天线单元布置在一个激励场中，具有一个前置的雷达天线罩。这种雷达天线装置的安装尤其对侧面区域在结构尺寸及形状上有很高的要求。通过使用平面的激励器如贴片天线(Patchantenne)或缝隙天线使装置变扁平。因为该雷达装置不能被安装在机动车金属外壁的后面，作为侧面区域的安装空间主要剩余有包裹机动车角部的塑料保险杠、装饰条、防刮及缓冲部件及扰流器。
由于机动车的外壁通常不是正好垂直的，雷达装置通常倾斜地安装，因为在外罩如保险杠、装饰条及类似部分的后面可供使用的安装空间不足以用于垂直地安装。由此形成的射束在垂直方向上的偏差在DE 103 45 314 A1中被这样地补偿，即在连接到天线激励器的信号线路中加入具有不同介电常数的元件或在各个天线激励器的输入线路中使用可机械控制的移相器。对此可选地提出，通过导电元件与天线激励器的输入线路中的波导之间的距离变化来进行相位移动。
由US 2002/0084869 A1公开了设置介电的结构来影响波前及由此影响发射方向。
由DE 199 51 123 A1公开了设置一个Rotman透镜来影响天线激励场的射束特性。
发明内容
通过权利要求的措施，即，雷达天线罩的厚度在激励场上这样地变化，使得可实现发射的及接收到的波前的与位置相关的相位延迟，因此可对射束特性进行影响，而无需对渡越时间延迟元件进行调节或校正。发射的或接收到的波的波前相位(phasenfront)的改变纯无源地来实现，而不用电措施。
另一优点在于，对于不同的机动车类型和/或安装位置可使用相同的激励场及其控制部分，而无需调整。仅需在激励场及控制部分安装后在其上放置一个雷达天线罩，它的厚度变化总是与相对垂直方向的倾斜相适配。因此射束相对水平方向的角度仅通过施加不同的罩(雷达天线罩)来调节。在此情况下，所有电子组件及HF组件以及在其调整方面均保持不变。这就可以实现成本有利的机动车专用的制造。
在从属权利要求中给出了其它的有利的构型。
附图说明
以下借助附图来详细描述本发明的实施例。附图表示：
图1：具有传统的前置雷达天线罩的天线单元，
图2：根据本发明的具有线性厚度变化的雷达天线罩的天线装置，
图3：雷达天线罩的线性厚度变化的一个变型方案，
图4：根据本发明的具有阶梯形的雷达天线罩型廓的天线装置，
图5：具有贴片元件的平面天线列的天线装置，
图6：一平面天线列的天线方向图，不具有根据本发明的雷达天线罩型廓；
图7：一平面天线列的天线方向图，具有根据本发明的雷达天线罩型廓。
具体实施方式
图1表示一个传统的天线装置，具有由四个天线单元1和一个恒定厚度的前置的雷达天线罩2组成的激励场，这些天线单元既适于发射也适于接收电磁波、尤其是雷达信号。发射出的波前同相地出现在雷达天线罩的外侧上。在接收时，从垂直于激励场的表面的方向上接收的波前也同相地出现在雷达天线罩的内侧上、即在靠近天线单元1的一侧上。
在图2的根据本发明的天线装置中，雷达天线罩2的厚度在激励场上是变化的，确切地说这样变化，使得在发射工作时，可实现在雷达天线罩外侧上的发射出的波前的与位置相关的相位延迟。因此可影响射束形成的方向。在接收工作中，在雷达天线罩外侧上仍同相地出现的波前，由于在雷达天线罩的电介质中的不同的渡越时间而偏转，所述不同的渡越时间是由变化的厚度引起的，以致该波前在不同的时刻到达天线单元1。对于从一偏离表面法线的特定方向上入射来的射束来说，入射到天线单元上的信号反而是同相的。在图2中所示的实施例中，雷达天线罩2的厚度变化相对垂直坐标是线性的。它当然也可随水平坐标线性地变化。
对于这种激励场，也可实施根据本发明的天线结构，该激励场的天线信号例如通过一个馈电网络非同相地被输入或被捕获及再被处理。
图3表示线性的厚度变化的一个变型实施方案。在图2中天线单元到雷达天线罩内侧的距离是恒定的，仅是雷达天线罩外侧到一个更远的物体的距离自上而下增大，与图2中不同，这里到一个更远的物体的距离是大致恒定的，相反地，雷达天线罩内侧到天线单元1的距离自上而下地增大。雷达天线罩2的厚度变化也可部分地附加地非线性增大或减小，例如内凹或外凸，这就是说，此外波前还聚束或分散地出现。厚度的变化可在激励场的仰角方向和/或方位角方向上实现。
图4表示具有阶梯形雷达天线罩型廓的天线装置，这就是说具有类似环带透镜(Fresnellinse)的厚度变化。但也可以考虑各种厚度型廓的任意组合。
图5表示具有一平面天线列的天线装置，在具有前置的楔形雷达天线罩2的一个印刷电路板3上的该天线列由四个贴片天线单元1组成，该雷达天线罩的厚度线性地增大或减小。该雷达天线罩(通常为塑料)的介电常数典型地在2至3的范围中。
图6表示无雷达天线罩的一个平面天线列的在仰角方向上的天线方向图，图7表示具有雷达天线罩的根据本发明的天线装置的相应的天线方向图，该雷达天线罩的厚度线性地变化。借助这些根据图5的楔形的前置雷达天线罩型廓，可使射束相对水平线的偏差被补偿，所述偏差由非垂直地安装雷达装置时的倾斜引起。
在图7中，射束从水平线偏转的最大值约11°。
所述的根据本发明的天线装置能以简单的方式组合在雷达传感器中，这些雷达传感器基于数字的射束摆动或基于尤其是位置选择的分辨的高分辨率的方法，例如它们被提出在新一代LRR(远程雷达)/ACC(自适应巡航控制)中使用。在这种高分辨率的角度估算方法(Winkelschtzverfahren)中，充分利用了天线单元上信号的相关特性。

Claims (9)

1.天线装置，尤其是具有一激励场(1)及一前置的雷达天线罩(2)的雷达天线装置，其特征在于：雷达天线罩(2)的厚度在激励场上这样变化，使得可获得发射出的或接收到的波前的与位置相关的相位延迟。
2.根据权利要求1的天线装置，其特征在于：雷达天线罩(2)的厚度变化朝着激励场的仰角或方位角方向线性增加或减小地实现。
3.根据权利要求1或2的天线装置，其特征在于：雷达天线罩(2)的厚度变化朝着激励场的仰角或方位角方向分级地线性增大或减小地实现。
4.根据权利要求1至3中一项的天线装置，其特征在于：该厚度变化朝着激励场的仰角和/或方位角方向至少部分地附加地非线性增加或减小地实现。
5.根据权利要求1至4中一项的天线装置，其特征在于：雷达天线罩(2)的介电常数被选择在2至3的范围中。
6.根据权利要求1至5中一项的天线装置，其特征在于：所述激励场由一个带有其厚度在仰角方向上线性增大或减小的雷达天线罩(2)的一列贴片元件(1)组成。
7.根据权利要求1至6中一项的天线装置，其特征在于：在非垂直地安装在机动车中时用于周围环境感测。
8.根据权利要求7的天线装置，其特征在于：所述激励场及其控制部分在不同的机动车类型和/或安装位置时被相同地选择，在不同的机动车类型和/或安装位置时，相对垂直方向的不同的倾斜通过雷达天线罩的厚度的变化来补偿。
9.根据权利要求1至8中一项的天线装置，其特征在于：它用于具有尤其是数字的射束摆动和/或高分辨的角度估算方法的雷达装置，它们尤其充分利用天线单元上信号的相关特性。
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