CN115598597A - 用于机动车的环境检测的雷达系统 - Google Patents

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CN115598597A CN202210804851.6A CN202210804851A CN115598597A CN 115598597 A CN115598597 A CN 115598597A CN 202210804851 A CN202210804851 A CN 202210804851A CN 115598597 A CN115598597 A CN 115598597A
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Abstract

一种用于机动车的环境检测的雷达系统，该雷达系统具有用于发送和/或接收雷达信号的天线(140)、具有至少一个高频构件(110)和用于发送和/或接收高频信号的元件(111)的电路板(105)，其特征在于，在该电路板(105)上/处布置有至少一个固定元件(200)，该天线(140)具有至少一个连接元件(145)，所述连接元件(145)与固定元件(200)如此共同作用，使得该天线(140)通过被推到所述至少一个固定元件(200)上而能够被固定在电路板(105)上并且同时能够被定位。

Description

用于机动车的环境检测的雷达系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的环境检测的雷达系统，该雷达系统具有
-用于发送和/或接收雷达信号的天线，
-具有至少一个高频构件和用于发送和/或接收高频信号的元件的电路板(Platine)。
背景技术
自主的和部分自主的车辆借助于至少一个检测车辆的周围环境的传感器系统被控制。在此，根据该传感器系统的传感器数据例如识别到停车位、道路走向、其他交通参与者或障碍物，和/或确定行驶轨迹或计算相应的控制命令，其中，所述控制命令被转发给车辆中的促动器。在此，在车辆中不仅实现如自适应速度控制(adaptive cruise control，自适应巡航控制)的舒适功能，而且实现安全性功能，例如紧急制动辅助。在此特别是使用了雷达传感器。这种传感器的主要优点在于对物理参量的直接测量，而非在对例如使用摄像机所拍摄的图像的解读中进行测量。
雷达传感器通过天线结构发出高频雷达射束并接收在对象处所反射的射束。所检测到的对象在此可以是静止的或移动的。借助于所接收到的雷达射束能够计算出与该对象的距离和方向(角度)。此外还能够计算出该对象的相对于该雷达传感器的相对速度。典型的雷达传感器在76至81GHz之间的频率范围内进行工作。
除了基于印刷电路板的天线之外，还越来越多地将波导天线用作天线。对这种波导天线的集成，即定位和固定，通常借助于多个螺钉进行。这种类型的集成在安装中产生巨大的成本。
发明内容
本发明的任务为，对开篇所提到的那类用于对机动车的环境探测的雷达系统进行如下扩展构型，使得在能够同时实现较小公差的情况下对雷达天线、特别是波导天线进行成本较低的集成。
上述任务根据本发明通过以下方面解决：
-在电路板上/处布置有至少一个固定元件，
-天线具有至少一个连接元件，
-所述连接元件与固定元件如此共同作用，使得天线通过被推到所述至少一个固定元件上而能够被固定在电路板上并且同时能够被定位。
固定元件布置在电路板上/处并且天线具有至少一个连接元件，所述至少一个连接元件与该固定元件如此共同作用，使得天线通过推装上去而能够被定位和固定，使得能够制造具有能以简单方式安装的天线的稳健的雷达传感器。
根据本发明的一个有利方面设置，所述至少一个固定元件是爪元件，而所述至少一个连接元件是引脚，所述引脚插入到该爪元件的有弹簧预紧力的爪中并被该爪固持住。天线上的引脚，或者下面也简称为天线模块，被插入爪元件中，并且该爪元件在一定程度上抓住该引脚，由此形成摩擦锁合的连接。这种固定能够实现天线的成本较低且简单的安装而无需附加的安装步骤，如打螺钉、粘接等。因为在安装中该天线模块能够被接合至块体上，所以HF波的耦入点的从印刷电路板到波导管中的公差链非常小并且仅限于印刷电路板以及天线的形状偏差。公差补偿在该引脚在该爪元件中的引导长度上进行。
根据本发明的一个有利方面，固定元件布置在电路板的开口中。
在此，固定元件可以布置在电路板的背离天线的一侧上。
但也可以实现，固定元件布置在电路板的朝向天线的一侧上。
纯原则上，固定元件可以用多种不同的方式固定在电路板上/处。本发明的一个特别有利的方面设置，固定元件借助SMD钎焊工艺固定在电路板上。
固定元件可以由以下材料之一构成：金属，塑料。
优选设置，设置有多个固定元件和多个连接元件，以便将天线固定在电路板上。
天线优选是波导天线。
附图说明
图1示意性地示出根据本发明的雷达系统的侧视图；
图2示意性地示出呈爪元件形式的根据本发明的固定元件的等轴测视图；
图3a)至3d)示出将根据本发明的固定元件布置在电路板上的不同的可能性，和
图4a)至4b)示出将根据本发明的固定元件布置在电路板上的其他可能性。
具体实施方式
以下参照附图示例性地阐述本发明。
在图1中示出用于机动车的环境检测的雷达系统的侧剖视图。该雷达系统具有壳体101，在该壳体中布置有电路板105。在该电路板105上布置有高频构件110，该高频构件通过一层热界面材料(TIM)112与冷却体114连接以导出热。插接元件120将布置在电路板上的开关装置与可从外部触及的线路等连接。如在图1中此外所示出的那样，例如呈铜焊垫111形式的导电通道可以从高频组件110通过布置在电路板105中的相应开口(过孔)引导到天线140中。天线140例如实施为波导天线，如在图1中示意性地示出的那样。天线140在前侧被天线罩150封闭。雷达信号142通过波导管141经由天线罩150辐射到外部。
如在图1中此外还可看到的那样，天线140例如具有两个引脚145。这些引脚145嵌入到布置在电路板105中的相应开口109中的固定元件200中。如在图2中所示出的那样，这些固定元件200例如可以构造为具有在引脚145的方向上郁金香状开口的爪212的爪元件。呈爪元件形式的该固定元件200例如可以借助SMD钎焊工艺通过焊盘220固定在电路板105上。在此，固定元件以SMD钎焊工艺通过拾取和放置(Pick-and-Place)装配在电路板105上，并随后以回流钎焊工艺材料锁合地与电路板105连接。
HF波从印刷电路板的耦入在此可以通过空气(发射器封装)进行，或者如在图1中所示出的那样通过上文中所提到的铜焊垫111进行。高频构件110——亦称HF芯片——的位置在此并不重要，从而高频构件110不仅可以被定位在天线侧上，而且可以如在图1中所示出的那样被定位在背离天线140的一侧上。在定位在背离天线140的一侧上的情况下，HF波借助于所提到的过孔和例如铜焊垫111被引导穿过电路板或印制电路板105。在此，原则上还可以想到印制电路板105中的开孔，波通过所述开孔直接从天线封装辐射出来。
图3示意性地示出将固定元件200固定在电路板105上的不同变型。如在图3a和3b中所示出的那样，例如借助所提到的SMD钎焊技术，固定元件200可以在电路板105的背离天线140的一侧上被固定在电路板105中的相应开口109中。在此，在图3a中所示出的实施方式与在图3b中所示出的实施方式的区别在于，在图3a中，固定元件被插入电路板105的开口109中而就此形成金属路径。在图3b所示出的实施方式中不是这种情况。在此，固定元件200位于电路板105的表面上，而引脚145在电路板105的背离天线140的一侧上嵌入到固定元件200的相应的爪212中。在图3c和图3d所示出的实施方式中，固定元件200布置在电路板105的朝向天线140的一侧上，其中，图3c所示出的实施方式再次示出固定元件200，该固定元件嵌入到开口109中，而就此在开口109中形成导电通道，引脚145在该导电通道中被引导。相反，图3d所示出的实施方式放弃了这种嵌入到开口109中的导电通道，该导电通道引导固定引脚145。
图4a和图4b示出将天线140固定在印刷电路板105上的其他实施方式。在这些实施方式中放弃了印刷电路板105中的开口。固定元件200例如使用SMD钎焊工艺固定在印刷电路板105的上侧。在这种情况下是在印刷电路板105的朝向天线140的一侧上。在图4a中所示出的具有爪211的爪元件200的实施方式在此不具有对引脚145的引导部，相反，在图4b中所示出的实施方式在背离爪211并且朝向电路板105的一侧上具有对引脚145的引导部230。
上述用于机动车的环境探测的雷达系统的优点在于，天线140能够以非常简单的方式安装在电路板105处/上。在安装过程中，通过将波导天线140接合到具有电路板105的块体上，实现在安装轴(在附图中相当于从电路板105指向天线140的方向的z平面)中的定位精度。在此所产生的使用爪元件211对引脚145进行的抓紧负责使波导天线140在印制电路板105上的固定安置。
固定元件200本身可以由塑料或金属或其他材料构成。

Claims (9)

1.一种用于机动车的环境检测的雷达系统，所述雷达系统具有：
-用于发送和/或接收雷达信号的天线(140)，
-具有至少一个高频构件(110)和用于发送和/或接收高频信号的元件(111)的电路板(105)，
其特征在于，
-在所述电路板(105)上/处布置有至少一个固定元件(200)，
-所述天线(140)具有至少一个连接元件(145)，
-所述连接元件(145)与所述固定元件(200)如此共同作用，使得所述天线(140)通过被推到所述至少一个固定元件(200)上而能够被固定在所述电路板(105)上并且同时能够被定位。
2.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述至少一个固定元件(200)是爪元件，而所述至少一个连接元件是引脚(145)，所述引脚插入到所述爪元件(200)的有弹簧预紧力的爪(211)中并被所述爪固持住。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个固定元件(200)布置在所述电路板(105)的开口(109)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的雷达系统，其特征在于，所述至少一个固定元件(200)布置在所述电路板(105)的背离所述天线(140)的一侧上。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的雷达系统，其特征在于，所述固定元件(200)布置在所述电路板(105)的朝向所述天线(140)的一侧上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的雷达系统，其特征在于，所述固定元件(200)借助SMD钎焊工艺固定在所述电路板(105)上。
7.根据上述权利要求中任一项所述的雷达系统，其特征在于，所述固定元件(200)由以下材料之一构成：金属、塑料。
8.根据上述权利要求中任一项所述的雷达系统，其特征在于，设置有多个固定元件(200)和多个连接元件(145)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的雷达系统，其特征在于，所述天线(140)是波导天线。
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