DE10057564A1 - Ansteuernetzwerk für eine Antennenanordnung eines Radarsensors, Radarantenne und Radarsensor - Google Patents
Ansteuernetzwerk für eine Antennenanordnung eines Radarsensors, Radarantenne und RadarsensorInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ansteuernetzwerk 3 für eine Antennenanordnung 2 eines Radarsystems, eine Radarantenne mit einem solchen Ansteuernetzwerk 3 und einen Radarsensor mit einer solchen Radarantenne. Um einen zusätzlichen Winkelbereich ohne Vergrößerung der Antennenfläche erfassen zu können ist vorgesehen, daß das Ansteuernetzwerk 3 eine linsenförmige Parallelplattenleitung 30 umfaßt, die auf einer Primärseite mindestens zwei Zuleitungsanschlüsse 33a-e für eine Verbindung zu einer Steuerschaltung 1 sowie mindestens einen weiteren Anschluß 35, 36 und auf einer Sekundärseite mindestens zwei Ankopplungsanschlüsse 31 für eine Verbindung zu der Antennenanordnung 2 aufweist. Des Weiteren ist vorgesehen, daß das Ansteuernetzwerk 3 mindestens ein Erfassungselement 40, 50 zum Sammeln und Phasenrichten von über den mindestens einen weiteren primärseitigen Anschluß 35, 36 der Parallelplattenleitung 30 erhaltener, einem winkelmäßig bestimmten Erfassungsbereich der Antennenanordnung 2 zugeordneter Energie umfaßt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ansteuernetzwerk für eine Antennenanordnung eines
Radarsensors, sowie eine Radarantenne und einen Radarsensor mit einem solchen
Ansteuernetzwerk.
Radarsensoren werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen für verschiedene Komfort- und
Sicherheitsaufgaben eingesetzt. Die Radarsensoren sind dabei in bestimmte Richtungen
ausgerichtet und sammeln Informationen über den Verkehr und über Hindernisse auf
der Straße. Diese Informationen werden dann von einem Fahrerassistenz-System
verwendet, um eine automatische Distanzregelung oder eine automatische
Notbremsfunktion durchzuführen, oder sie werden für Anwendungen aus dem Bereich
der adaptiven Fahrtregelung, der Kollisionsverhinderung und für das zukünftige
autonome Fahren von Fahrzeugen verarbeitet.
In der nachveröffentlichten Anmeldung DE 199 35 542 des gleichen Anmelders wird ein
solcher in ein Fahrerassistenz-System eines Kraftfahrzeugs integrierter Radarsensor
beschrieben. Der Radarsensor ist dabei im Bereich der Stoßstange des Kraftfahrzeugs
angebracht und mit einem an einer anderen Steile des Kraftfahrzeugs untergebrachten,
nachgeschalteten Auswertesystem verbunden. Der Radarsensor umfaßt eine
Steuereinheit mit Sender- und/oder Empfängermodul und eine damit verbundene
Radarantenne. Die Radarantenne ist ihrerseits zusammengesetzt aus einer
Antennenanordnung und einer Rotman-Linse als Ansteuernetzwerk für die
Antennenanordnung. Neben Zuleitungsanschlüssen für eine Verbindung zu der
Steuereinheit und Ankopplungsanschlüssen für eine Verbindung zu der
Antennenanordnung weist die Rotman-Linse für einen elektrischen Abschluß an ihrem
Umfang weitere Anschlüsse und damit verbundene Leitungen auf, die zur Vernichtung
der dort austretenden Energie mit einem Absorbermaterial abgedeckt sind.
Derartige Radarantennen weisen eine azimutale Richtcharakteristik auf, die für
verschiedene Winkelabschnitte über eine separate Empfindlichkeit verfügt. Dadurch
können Objekte, wie vorausfahrende Fahrzeuge oder Gegenstände auf der Fahrbahn,
winkelaufgelöst erfaßt werden. Zusätzlich ist die Bestimmung des Abstandes und der
relativen Geschwindigkeit von erfaßten Objekten möglich.
Radarsensoren für Fahrassistenz-Systeme mit adaptiver Fahrtregelung erfassen
typischerweise einen azimutalen Winkelbereich von ca. ±6°. In diesem Winkelbereich
werden Objekte mit einer Reichweite von bis zu 150 m detektiert und mit Abstand und
Winkel zur Fahrzeugmittenachse vermessen. Kurz vor einem Fahrzeug einscherende
Hindernisfahrzeuge werden mit diesem Detektionsfeld jedoch zu spät oder bei nur
geringer Überdeckung gar nicht erkannt. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, den
Detektionswinkel im Nahbereich auf mindestens ±45°, auf den sogenannten "Cut-In-
Sektor", zu erweitern. In dem erweiterten Winkelbereich reicht es im allgemeinen aus,
wenn nur eine Abstandsmessung und keine Winkelbestimmung erfolgt.
Zusätzliche Winkelbereiche können mit zusätzlichen Antennen erfaßt werden.
Zusätzliche Antennen erfordern jedoch einen größeren Platzbedarf und die
Abmessungen eines Radarsensors werden wesentlich von den Abmessungen der
Radarantenne bestimmt. Dem steht die Forderung bei Anwendungen im
Kraftfahrzeugbereich entgegen, die Einbauabmessungen von Radarsensoren gering zu
halten, da der Platz im Stoßstangenbereich, in dem der Radarsensor untergebracht
werden muß, begrenzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ansteuernetzwerk für eine
Antennenanordnung, eine Radarantenne und einen Radarsensor zur Verfügung zu
stellen, die es erlauben, einen gegenüber dem Stand der Technik erweiterten
azimutalen Winkelbereich ohne Erweiterung der Antennenapertur zu erfassen.
Die Erfindung wird zum einen gelöst durch ein Ansteuernetzwerk für eine
Antennenanordnung eines Radarsystems mit einer linsenförmigen Parallelplattenleitung,
die auf einer Primärseite mindestens zwei Zuleitungsanschlüsse für eine Verbindung mit
einer Steuerschaltung sowie mindestens einen weiteren Anschluß und auf einer
Sekundärseite mindestens zwei Ankopplungsanschlüsse für eine Verbindung mit der
Antennenanordnung aufweist, und mindestens einem Erfassungselement zum Sammeln
und Phasenrichten von über den mindestens einen weiteren primärseitigen Anschluß
der Parallelplattenleitung erhaltener, einem winkelmäßig bestimmten Erfassungsbereich
der Antennenanordnung zugeordneter Energie.
Die Erfindung wird zum anderen gelöst durch eine Radarantenne mit einem solchen
Ansteuernetzwerk und mit einer Antennenanordnung, die eine Mehrzahl von
Einzelantennen aufweist, die in mindestens zwei Reihen jeweils in Serie geschaltet sind,
wobei jede Reihe über einen Antennenanschluß mit einem der Ankopplungsanschlüsse
der ersten linsenförmigen Parallelplattenleitung verbunden ist.
Schließlich wird die Erfindung gelöst durch einen Radarsensor mit der
erfindungsgemäßen Radarantenne und mit einer Steuerschaltung, die mit den
mindestens zwei Zuleitungsanschlüssen der ersten linsenförmigen Parallelplattenleitung
verbunden ist sowie mit jeweils mindestens einem Ausgang des mindestens einen
Erfassungselements.
Erfindungsgemäß wird also ein bekanntes Ansteuernetzwerk durch mindestens ein
Erfassungselement ergänzt, das nicht direkt, sondern über eine eingesetzte,
linsenförmige Parallelplattenleitung an eine Antennenanordnung angeschlossen werden
kann.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß die winkelmäßig einem
bestimmten Erfassungsbereich einer Antennenanordnung zugeordnete Energie an
primärseitigen Anschlüssen der linsenförmigen Parallelplattenleitung des
Ansteuernetzwerks gesammelt und phasenrichtig zu einem breiten Strahlungsdiagramm
addiert werden kann. Die Antennenanordnung kann dabei die ohnehin bereits
eingesetzte Antennenanordnung für die Erfassung des eigentlichen Winkelbereichs
sein. Durch das Vorsehen eines Erfassungselements, das für eine solche Verarbeitung
geeignet ist, wird somit die Erfassung eines zusätzlichen Winkelbereichs möglich, ohne
daß eine zusätzliche Antenne eingesetzt werden müßte. Mit der erfindungsgemäßen
Lösung kann demnach eine Erweiterung eines erfaßten Winkelbereichs ohne
Vergrößerung der Antennenapertur erfolgen.
Die Energie kann dabei insbesondere an Anschlüssen der linsenförmigen
Parallelplattenleitung gesammelt werden, die in bekannten Ansteuernetzwerken für
einen elektrischen Abschluß der linsenförmigen Parallelplattenleitung vorgesehen sind.
Über die Erfassungselemente werden an der primärseitigen Außenberandung der
linsenförmigen Parallelplattenleitung Elementarwellen mit geeigneter Phasenbeziehung
zueinander abgegriffen, wobei die Elementarwellen innerhalb der Parallelplattenleitung
interferieren. Einige der Anschlüsse, vorzugsweise die mittleren, können
vorteilhafterweise mit stark erhöhter Amplitude abgegriffen werden, wodurch sich
effektiv die Wirkfläche der Antennenanordnung reduziert. Im Vergleich zu der bekannten
Fernfeldanwendung führt dies zu einer starken Verbreiterung der Richtcharakteristik.
Neben der Amplitudenbelegung kann durch die Lage der Anschlüsse auch die
Phasenbelegung geeignet definiert werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß
sich die breite Richtcharakteristik eines Erfassungselements im Azimut unmittelbar an
eine Seite der Fernfeldcharakteristiken anschließt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Speisenetzwerkes, der
erfindungsgemäßen Radarantenne und des erfindungsgemäßen Radarsensors gehen
aus den Unteransprüchen hervor.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwei Erfassungselemente
eingesetzt werden, die jeweils einen zusätzlichen Winkelbereich zu einem erfaßten
schmalen Winkelbereich erfassen. Diese zusätzlichen Winkelbereiche können dann so
gewählt werden, daß sie sich an die beiden Seiten des eigentlich erfaßten, schmalen
Winkelbereichs für eine Fernerfassung anschließen, um so eine lückenlose, zusätzliche
Erfassung im Nahbereich mit einem vergrößerten Winkel von bspw. ±45° zu erlauben.
Das bedeutet, daß ein Cut-In-Sektor überwacht werden kann, in dem auch nahe
Objekte, die außerhalb des eigentlichen schmalen Winkelbereichs auftauchen, erfaßt
werden.
Als Erfassungselement eignet sich prinzipiell jede Sternkopplerschaltung mit
nachgeschaltetem Phasenschiebernetzwerk, wie beispielsweise eine Dreitor-
Serienschaltung.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird jedoch eine weitere
Parallelplattenleitung, und zwar insbesondere eine Rotman-Linse als Erfassungselement
eingesetzt. Denn eine Rotman-Linse stellt eine besonders wenig abstrahlende
Sternkopplerschaltung dar.
Vorteilhafterweise sind an der linsenförmigen Parallelplattenleitung und/oder an einem
als Parallelplattenleitung ausgebildeten Erfassungselement primär- und/oder
sekundärseitig weitere Anschlüsse für einen elektrischen Abschluß der
Parallelplattenleitung vorgesehen, wobei die weiteren Anschlüsse mit mit einer
Absorberfolie beklebten Leitungen verbunden sind. Vorzugsweise werden dabei alle
nicht benötigten Abschnitte der Berandung der ersten Parallelplattenleitung und/oder
eines als Parallelplattenleitung ausgebildeten Erfassungselements mit Klopfenstein-
Tapern impedanzangepaßt in Mikrostreifenleitungen überführt, die mit einer dünnen
Absorberfolie beklebt werden. Dadurch wird eine Rückstreuung von besser als -20 dB
ermöglicht.
Der vorgeschlagene Radarsensor ist vielfältig einsetzbar, vor allem im Rahmen von
verschiedenen Fahrerassistenz-Systemen in einem Kraftfahrzeug. Eine besonders
geeignete Einsatzmöglichkeit ist die Verwendung für ein System zur automatischen
Fahrtsteuerung (ACC).
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher
erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Radarsensors mit erfindungsgemäßem
Ansteuernetzwerk,
Fig. 2 ein Strahlungsdiagramm eines erfindungsgemäßen Ansteuernetzwerks und
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radarantenne.
In Fig. 1 ist ein Teil eines erfindungsgemäßen Radarsensor dargestellt, in dem eine
Steuerschaltung 1 über ein erfindungsgemäßes Ansteuernetzwerk 3 mit einer
Antennenanordnung 2 verbunden ist. Ansteuernetzwerk 3 und Antennenanordnung 2
bilden zusammen die erfindungsgemäße Radarantenne. Der Radarsensor ist
beispielsweise Teil eines Systems zur autonomen Fahrtregelung in einem Kraftfahrzeug.
Zentrales Element des Ansteuernetzwerks 3 ist eine erste Rotman-Linse 30. Die erste
Rotman-Linse 30 besteht im wesentlichen aus einer linsenförmigen
Parallelplattenleitung, deren gesamte Kontur mit vorzugsweise als Klopfenstein-Tapern
ausgebildeten Anschlüssen 31, 33a-e, 35, 36, 37 impedanzangepaßt in
Mikrostreifenleitungen 32, 34, 38, 42, 52 überführt ist.
Ein Teil der unteren, sekundärseitigen Mikrostreifenleitungen 32 bilden
Verzögerungsleitungen und führen Signale mit fester Phasenbeziehung zueinander. Sie
gehen von Ankopplungsanschlüssen 31 der ersten Rotman-Linse 30 aus und werden
der Antennenanordnung 2 zugeführt.
Die fünf mittleren der oberen, primärseitigen Mikrostreifenleitungen 34a-e gehen von
Zuleitungsanschlüssen 33a-e der ersten Rotman-Linse 30 aus und sind der hier nur
andeutungsweise skizzierten Steuerschaltung 1 zugeführt. Die Steuerschaltung 1
umfaßt dabei ein Sender-/Empfängermodul. Die erste Rotman-Linse 30 ist so
ausgebildet, daß sie drei Brennpunkte aufweist, wobei bspw. die beiden äußeren
Zuleitungsanschlüsse 33a, 33e sowie der mittlere Zuleitungsanschluß 33c mit den drei
Brennpunkten zusammenfallen.
Die 13 Mikrostreifenleitungen 42 unmittelbar links sowie die 13 Mikrostreifenleitungen 52
unmittelbar rechts der mit dem Sender-/Empfängermodul 1 verbundenen Leitungen 34a-e stellen ebenfalls Verzögerungsleitungen dar und sind mit Ankopplungsanschlüssen 41
bzw. 51 einer linken, zweiten bzw. einer rechten, dritten Rotman-Linse 40 bzw. 50
verbunden.
Die restlichen primärseitigen sowie die restlichen sekundärseitigen
Mikrostreifenleitungen 38 der ersten Rotman-Linse 30 dienen dem elektrischen
Abschluß der Linse. Sie sind vorzugsweise mit einer dünnen, nicht dargestellten
Absorberfolie beklebt.
Die mit der ersten Rotman-Linse 30 verbundene Antennenanordnung 2 ist als
Gruppenantenne zusammengesetzt aus einer Vielzahl von einzelnen Patchantennen 21
ausgebildet. Die Patchantennen 21 sind in Reihen angeordnet und in der jeweiligen
Reihe in Serie geschaltet. Jede der Reihen ist über einen Anschlußpunkt 22 an eine der
Verzögerungsleitungen 32 des Ansteuernetzwerks 3 angeschlossen.
Der dargestellte Radarsensor ist monostatisch ausgebildet, d. h. die Gruppenantenne 2
dient sowohl als Sende- als auch als Empfangsantenne. Alternativ ist aber auch eine
bistatische Ausgestaltung des Radarsensors mit separater Sende- und
Empfangsantenne möglich. In dem Fall können die beiden Antennenanordnungen den
Anforderungen entsprechend unterschiedlich dimensioniert werden. So reicht zum
vollständigen Ausleuchten des zu überwachenden Bereichs eine kleine Sendeantenne
aus, während die Empfangsantenne aufgrund der notwendigen Winkelauflösung eine
größere Antennenfläche erfordert.
Die zweite und die dritte Rotman-Linse 40, 50 bestehen wie die ersten Rotman-Linse 30,
mit der sie verbunden sind, im wesentlichen aus einer linsenförmigen
Parallelplattenleitung. Entsprechend der ersten Rotman-Linse 30 weisen auch ihre
gesamten Konturen vorzugsweise als Klopfenstein-Tapern ausgebildete Anschlüsse 41,
43, 47, 51, 53, 57 auf, mit denen sie impedanzangepaßt in Mikrostreifenleitungen 42, 44,
48, 52, 54, 58 überführt sind. Jeweils mindestens zwei (hier: 13) der, unteren,
sekundärseitigen Mikrostreifenleitungen 42, 52 sind dabei identisch mit den mit, der
ersten Rotman-Linse 30 verbundenen Verzögerungsleitungen. Oben bzw. primärseitig
führt jeweils eine Mikrostreifenleitung 44, 54 von einem Zuleitungsanschluß 43, 53 der
zweiten und dritten Rotman-Linse 40, 50 zu dem Sender-/Empfängermodul 1. Die
restlichen Anschlüsse 47, 57 und Mikrostreifenleitungen 48, 58 dienen dem elektrischen
Abschluß dieser Rotman-Linsen 40, 50.
Die Anordnung aus Antennenanordnung 2, erster Rotman-Linse 30 und Sender-
/Empfängermodul 1 entspricht dem aus dem Stand der Technik bekannten
Radarsensor. Nach dem Stand der Technik dienen allerdings die 13
Mikrostreifenleitungen 42, 52 rechts und links der Mikrostreifenleitungen 34a-e zu dem
Sender-/Empfängermodul 1 ebenfalls dem elektrischen Abschluß der Linse.
Zunächst wird nun die Funktionsweise dieses bekannten Teils des Radarsensors
erläutert.
Der Senderbereich des Sender-/Empfängermodul 1 stellt der Radarantenne ein
frequenzmoduliertes Radarsignal mit ausreichender Leistung zur Verfügung. Mit einer
geeigneten Anregung in der Fokus-Ebene wird eine gezielte Phasenmodulation auf der
sekundärseitigen Linsenkontur der ersten Rotman-Linse 30 realisiert. Die erste Rotman-
Linse 30 wird dabei in den drei Brennpunkten gespeist. Die Längen der
Verzögerungsleitungen 32 zu der Antennenanordnung 2 sind so gewählt, daß dieser für
die drei Brennpunkte der Linse 30 eine exakt lineare Phasenfront zugeführt wird. Über
die einzelnen Antennenelemente 21 erfolgt dann entsprechend der Speisung über die
einzelnen Verzögerungsleitungen 32 die gewünschte Ausleuchtung des zu
überwachenden Raums.
Die aufgrund von Reflexionen zurückgestrahlte Energie wird von den
Antennenelementen 21 wieder erfaßt und der ersten Rotman-Linse 30 über die
Verzögerungsleitungen 32 zugeführt. Durch eine Abfrage der fünf primärseitigen
Zuleitungsanschlüsse 33a-e der ersten Rotman-Linse 30 mittels des Empfängerbereichs
des Sender-/Empfängermoduls 1 kann in fünf verschiedene Richtungen nach
Fahrzeugen oder Gegenständen gesucht werden. Jedes der fünf schmalen
Antennendiagramme, die sich an den Zuleitungsanschlüssen 33a-e der ersten Rotman-
Linse 30 ergeben und die sich zum Zwecke der azimutalen Winkelmessung geeignet
überlappen, ist durch die Radarantenne geformt. Insgesamt wird ein Winkelbereich von
etwa ±6° bis zu einer Entfernung von 150 m überwacht.
Im Unterschied zu den bekannten Radarsensoren schließen sich in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Radarsensors an die äußeren
Brennpunkte der ersten Rotman-Linse 30 die jeweils mindestens zwei (hier: 13)
Anschlüsse 35, 36 an, die über phasen- und amplitudenformende
Verzögerungsleitungen 42, 52 der zweiten bzw. der dritten Rotman-Linse 40, 50
zugeführt werden. Beide Linsen 40, 50 arbeiten als Sternkoppler und sammeln jeweils
für einen Winkelbereich (Cut-In-Sektor) bis -45° bzw. +45° links und rechts des
überwachten Winkelbereichs von ±6° die Energie, die an den entsprechenden
Anschlüssen 35, 36 der ersten Rotman-Linse 30 vorhanden ist und addieren sie
phasenrichtig zu einem breiten Strahlungsdiagramm. Am Zuleitungsanschluß 43, 53 der
zweiten bzw. dritten Rotman-Linse 40, 50 kann dann das Empfangssignal für den
rechten bzw. den linken zusätzlichen Erfassungsbereich abgenommen werden. Eine
Winkelauflösung innerhalb der zwei so zusätzlich geschaffenen, breiten
Erfassungsbereiche ist zwar nicht möglich. Im Nahbereich, für den die zusätzlichen
Erfassungsbereiche relevant sind, ist dies aber auch nicht erforderlich.
Durch den erweiterten Winkelbereich bei der Radarüberwachung können mit dem
erfindungsgemäßen Radarsensor somit beispielsweise in einem Fahrzeug-System mit
adaptiver Fahrtregelung auch kurz vor dem Fahrzeug einscherende Hindernisfahrzeuge
erkannt werden, so daß eine entsprechende Reaktion möglich ist. Gleichzeitig wurde
eine Vergrößerung der Antennenapertur vermieden, da für den erweiterten
Winkelbereich die gleiche Antennenanordnung 2 eingesetzt wird wie für den schmaleren
Fernüberwachungsbereich.
In Fig. 2 ist das Strahlungsdiagramm des erfindungsgemäßen Radarsensors
dargestellt, wobei der Gewinn in dB über dem Winkel im Azimut aufgetragen ist. In
einem schmalen Winkelbereich um 0° herum sind die fünf in bekannter Weise
unmittelbar über die erste Rotman-Linse 30 gelieferten Fernbereichskeulen zu sehen.
Seitlich davon ist in den größeren Winkelbereichen bis ±45° das Strahlungsdiagramm
des rechten und des linken Cut-In-Bereichs gezeigt. Aufgrunds einer reduzierten
Antennendirektivität und erhöhter Verluste in der zweiten bzw. dritten Rotman-Linse 40,
50 bzw. in den zugehörigen Verzögerungsleitungen 42, 52 ergibt sich für die Cut-In-
Sektoren eine um 9-10 dB verminderte Empfindlichkeit gegenüber dem zentralen
Winkelbereich. Da die Cut-In-Sektoren aber lediglich im Nahbereich ausgewertet
werden, erweist sich die reduzierte Empfindlichkeit als vorteilhaft zur Unterdrückung von
Fernzielen. Die Fernzielunterdrückung in den Cut-In-Sektoren kann sogar zusätzlich
durch eine geeignete Formgebung des Strahlungsdiagrammes der Antennenanordnung
2 in ihrer Funktion als Sendeantenne zur Ausleuchtung des gesamten Radarsichtfeldes
unterstützt werden.
Fig. 3 zeigt schließlich eine vorteilhafte räumliche Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Radarantenne.
Die Antennenanordnung 2 und das Ansteuernetzwerk 3 der Radarantenne sind jeweils
auf einem eigenen Substrat 60, 61 angeordnet. Die Antennenanordnung 2 ist wie in dem
Ausführungsbeispiel in Fig. 1 eine Gruppenantenne und das Ansteuernetzwerk 3
umfaßt wie das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 drei Rotman-Linsen mit
Mikrostreifenleitungen. Das Ansteuernetzwerk weist auf dem Substrat zusätzlich eine
MMIC (Monolithic Millimeter Wave Integrated Circuit)-Ankopplung 62 auf, mit der ein
zumindest teilweise als MMIC ausgebildetes Sender-/Empfängermodul 1 an das
Ansteuernetzwerk 3 angekoppelt werden kann.
Die beiden Substrate 60, 61 werden mit den Seiten miteinander verbunden, die der
aufgebrachten Antennenanordnung 2 bzw. dem aufgebrachten Ansteuernetzwerk 3
gegenüberliegen. Zwischen den Substraten 60, 61 wird dabei eine
Metallisierungsschicht 63 als Masseleiter angebracht.
Die Verbindung zwischen den Verzögerungsleitungen der ersten Rotman-Linse und der
Antennenanordnung 2 erfolgt dabei über Koppelschlitze 64.
Neben den bekannten Elementen des Ansteuernetzwerks 3 werden bei
zusammengefügten Substraten 60, 61 auch die zweite und die dritte Rotman-Linse
vollständig von der Antennenanordnung 2 überdeckt.
Durch diesen Aufbau der Radarantenne wird der Aufbau des erfindungsgemäßen
Radarsensors bezüglich der Abmessungen weiter optimiert, so daß die Bestrebung, den
Radarsensor durch den Verzicht auf zusätzliche Antennen für eine Cut-In-Sektor
Überwachung möglichst klein zu halten, noch unterstützt wird.
Claims (15)
1. Ansteuernetzwerk (3) für eine Antennenanordnung (2) eines Radarsystems mit
einer linsenförmigen Parallelplattenleitung (30), die auf einer Primärseite mindestens zwei Zuleitungsanschlüssen (33a-e) für eine Verbindung mit einer Steuerschaltung (1) sowie mindestens zwei weitere Anschlüsse (35, 36) und auf einer Sekundärseite mindestens zwei Ankopplungsanschlüsse (31) für eine Verbindung mit der Antennenanordnung (2) aufweist, und
mindestens einem Erfassungselement (40, 41, 42, 50, 51, 52) zum Sammeln und Phasenrichten von über den mindestens einen weiteren primärseitigen Anschluß (35, 36) der Parallelplattenleitung (30) erhaltener, einem winkelmäßig bestimmten Erfassungsbereich der Antennenanordnung (2) zugeordneter Energie.
einer linsenförmigen Parallelplattenleitung (30), die auf einer Primärseite mindestens zwei Zuleitungsanschlüssen (33a-e) für eine Verbindung mit einer Steuerschaltung (1) sowie mindestens zwei weitere Anschlüsse (35, 36) und auf einer Sekundärseite mindestens zwei Ankopplungsanschlüsse (31) für eine Verbindung mit der Antennenanordnung (2) aufweist, und
mindestens einem Erfassungselement (40, 41, 42, 50, 51, 52) zum Sammeln und Phasenrichten von über den mindestens einen weiteren primärseitigen Anschluß (35, 36) der Parallelplattenleitung (30) erhaltener, einem winkelmäßig bestimmten Erfassungsbereich der Antennenanordnung (2) zugeordneter Energie.
2. Ansteuernetzwerk (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
mindestens eine Erfassungselement ein erstes Erfassungselement (40, 41, 42)
für einen linken Erfassungsbereich der Antennenanordnung und ein zweites
Erfassungselement (50, 51, 52) für einen rechten Erfassungsbereich der
Antennenanordnung umfaßt.
3. Ansteuernetzwerk (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die linsenförmige Parallelplattenleitung (30) eine Rotman-Linse ist.
4. Ansteuernetzwerk (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die sekundärseitigen Ankopplungsanschlüsse (31) der
linsenförmigen Parallelplattenleitung (30) mit phasen- und/oder
amplitudenformenden Verzögerungsleitungen (32) verbunden sind.
5. Ansteuernetzwerk (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das mindestens eine Erfassungselement (40, 41, 42, 50,
51, 52) eine Sternkopplerschaltung mit nachgeschaltetem
Phasenschiebernetzwerk umfaßt.
6. Ansteuernetzwerk (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das mindestens eine Erfassungselement (40, 41, 42, 50,
51, 52) eine Dreitor-Serienschaltung umfaßt.
7. Ansteuernetzwerk (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das mindestens eine Erfassungselement (40, 41, 42, 50,
51, 52) mindestens eine zweite linsenförmige Parallelplattenleitung (40, 50)
umfaßt.
8. Ansteuernetzwerk (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens zweite linsenförmige Parallelplattenleitung (40, 50) eine Rotman-
Linse ist, die über mindestens eine Verzögerungsleitung (42, 52) mit dem
mindestens einen weiteren primärseitigen Anschluß (35, 36) der ersten
linsenförmigen Parallelplattenleitung (30) verbunden ist.
9. Ansteuernetzwerk (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die linsenförmige Parallelplattenleitung (30) primär-
und/oder sekundärseitig zusätzliche Anschlüsse (37) für einen elektrischen
Abschluß der Parallelplattenleitung (30) aufweist, wobei die weiteren Anschlüsse
(37) mit mit einer Absorberfolie beklebten Leitungen (38) verbunden sind.
10. Ansteuernetzwerk (3) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens zweite linsenförmige Parallelplattenleitung
(40, 50) primär- und/oder sekundärseitig zusätzliche Anschlüsse (47, 57) für
einen elektrischen Abschluß der mindestens zweiten Parallelplattenleitung
(40,50) aufweist, wobei die zusätzlichen Anschlüsse (47, 57) mit mit einer
Absorberfolie beklebten Leitungen (48, 58) verbunden sind.
11. Radarantenne mit einem Ansteuernetzwerk (3) nach einem der Ansprüche 1 bis
10 und mit einer Antennenanordnung (2), die eine Mehrzahl von Einzelantennen
(21) aufweist, die in mindestens zwei Reihen jeweils in Serie geschaltet sind,
wobei jede Reihe über einen Antennenanschluß (22) mit einem der
Ankopplungsanschlüsse (31) der ersten linsenförmigen Parallelplattenleitung (30)
verbunden ist.
12. Radarantenne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ansteuernetzwerk (3) und die Antennenanordnung (2) jeweils auf einem
separaten Substrat (60, 61) angebracht sind, wobei die Substrate (60, 61) an
ihren dem Ansteuernetzwerk (3) bzw. der Antennenanordnung (2) abgewandten
Seiten durch eine Massemetallisierung (63) voneinander getrennt miteinander
verbunden werden und wobei Koppelschlitze (64) in den Substraten (60, 61) und
der Massemetallisierung (63) zur Verbindung des Ansteuernetzwerks (3) mit der
Antennenanordnung (2) vorhanden sind.
13. Radarsensor mit einer Radarantenne nach einem der Ansprüche 11 oder 12 und
mit einer Steuerschaltung. (1), die mit den mindestens zwei
Zuleitungsanschlüssen (33a-e) der ersten linsenförmigen Parallelplattenleitung
(30)verbunden ist sowie mit jeweils mindestens einem Ausgang (43, 53) des
mindestens einen Erfassungselements (40, 50).
14. Radarsensor nach Anspruch 13, bei dem durch geeignete Formgebung des
Strahlungsdiagramms der als Sendeantenne eingesetzten Antennenanordnung
(2) zur Ausleuchtung des gesamten Radarsichtfeldes eine Fernzielunterdrückung
erfolgen kann.
15. Verwendung eines Radarsensors nach einem der Ansprüche 13 oder 14 in
einem Kraftfahrzeug für ein System zur automatischen Fahrtsteuerung (ACC).
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---|---|
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10233523A1 (de) * | 2002-07-23 | 2004-02-05 | S.M.S., Smart Microwave Sensors Gmbh | Sensor zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen |
WO2006029926A1 (de) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Monostatischer planarer mehrstrahlradarsensor |
WO2008093040A2 (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Qinetiq Limited | Antenna system and radar system incorporating the same |
EP2960989A1 (de) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | Elektrobit Wireless Communications Oy | Kopplungsanordnung und kopplungsverfahren für eine antenne mit umschaltbaren strahlungskeulen |
DE10355249B4 (de) | 2003-11-26 | 2021-09-23 | Volkswagen Ag | Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69014607T2 (de) * | 1989-02-03 | 1995-04-13 | Secr Defence Brit | Gruppenantennen. |
DE19757005A1 (de) * | 1997-02-03 | 1998-08-06 | Bosch Gmbh Robert | Halterung für ein justierbares Gehäuse |
US5936588A (en) * | 1998-06-05 | 1999-08-10 | Rao; Sudhakar K. | Reconfigurable multiple beam satellite phased array antenna |
-
2000
- 2000-11-21 DE DE2000157564 patent/DE10057564A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69014607T2 (de) * | 1989-02-03 | 1995-04-13 | Secr Defence Brit | Gruppenantennen. |
DE19757005A1 (de) * | 1997-02-03 | 1998-08-06 | Bosch Gmbh Robert | Halterung für ein justierbares Gehäuse |
US5936588A (en) * | 1998-06-05 | 1999-08-10 | Rao; Sudhakar K. | Reconfigurable multiple beam satellite phased array antenna |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10233523A1 (de) * | 2002-07-23 | 2004-02-05 | S.M.S., Smart Microwave Sensors Gmbh | Sensor zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Signalen |
JP2005534038A (ja) * | 2002-07-23 | 2005-11-10 | エス・エム・エス・スマート・マイクロウェーブ・センサーズ・ゲーエムベーハー | 電磁信号を送受信するためのセンサ |
US7365676B2 (en) | 2002-07-23 | 2008-04-29 | S.M.S Smart Microwave Sensors Gmbh | Sensor for transmitting and receiving electromagnetic signals |
JP4817282B2 (ja) * | 2002-07-23 | 2011-11-16 | エス・エム・エス・スマート・マイクロウェーブ・センサーズ・ゲーエムベーハー | 電磁信号を送受信するためのセンサ |
DE10355249B4 (de) | 2003-11-26 | 2021-09-23 | Volkswagen Ag | Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug |
WO2006029926A1 (de) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Monostatischer planarer mehrstrahlradarsensor |
US7786928B2 (en) | 2004-09-13 | 2010-08-31 | Robert Bosch Gmbh | Monostatic planar multi-beam radar sensor |
WO2008093040A2 (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Qinetiq Limited | Antenna system and radar system incorporating the same |
WO2008093040A3 (en) * | 2007-01-31 | 2008-10-02 | Qinetiq Ltd | Antenna system and radar system incorporating the same |
EP2960989A1 (de) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | Elektrobit Wireless Communications Oy | Kopplungsanordnung und kopplungsverfahren für eine antenne mit umschaltbaren strahlungskeulen |
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