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STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Stiehlstrahler und eine Radar-Antennenanordnung.
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Radar-Antennenanordnungen
werden zum gerichteten Senden und/oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen
eingesetzt. Anwendungsgebiete ergeben sich unter Anderem im Bereich
von Fahrerassistenzsystemen, die Abstand und Richtung zu vorausfahrende
Fahrzeuge überwachen. Die notwendige Winkelauflösung
wird durch Zusammenschalten mehrerer Antennen erreicht, die im Wesentlichen
Laufzeitunterschiede und zugehörige Phasenunterschiede
auswerten bzw. synchron mit vorgegebenem Phasenunterschied senden.
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Die
winkelabhängige Abstrahlcharakteristik der einzelnen Antennen
kann zusätzlich durch Stielstrahler, auch als Polyrod bezeichnet,
gezielt verändert werden. Jedoch bedarf es hierfür
einer Ausrichtung der Stielstrahler relativ zu den Antennen mit
einer Genauigkeit von weniger als einem Millimeter, entsprechend
der Größenordnung der Wellenlängen der
Millimeterwellen. Die mechanischen Belastungen an die Stielstrahler
durch Erschütterungen eines fahrenden Fahrzeuges stellen
daher hohe Anforderungen an die Aufhängung der Stielstrahler.
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Die
DE 199 39 832 A1 beschreibt
eine Befestigungseinrichtung von Stielstrahlern, bei der die einzelnen
dielektrischen Stielstrahler über eine gemeinsame Brücke
aus einem dielektrischen Material miteinander verbunden sind.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Der
erfindungsgemäße Stielstrahler ist mechanisch
stabil gegenüber Erschütterungen. Eine Kopplung
einzelner von benachbarten Antennen empfangener oder gesendeter
Hochfrequenzsignale wird wirksam unterdrückt.
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Erfindungsgemäß ist
ein Stiehlstrahler für eine Radar-Antennenanordnung vorgesehen,
der aufweist: eine metallischen Halterung, die zwei einander gegenüberliegende,
vertikale Laschen auf einem Sockel aufweist, und einen sich nach
oben verjüngendem Kunststoffkörper, der mit seiner
Bodenfläche auf dem Sockel zwischen den zwei Laschen steht,
wobei wenigstens eine Seitenflächen an die Laschen angrenzt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
und beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren
zeigen:
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1 eine
Ausführungsform eines ersten Stiehlstrahlers;
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2a bis 2g Schnitte durch den ersten Stiehlstrahler;
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3 eine
perspektivische Ansicht des ersten Stiehlstrahlers;
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4a, 4b Schnittfiguren
des ersten Stiehlstrahlers;
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5 eine
Ausführungsform eines zweiten Stiehlstrahlers;
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6 eine
Explosionsansicht des zweiten Stiehlstrahlers;
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7 eine
erste Ausführungsform einer Radar-Antennenanordnung;
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8 eine
zweite Ausführungsform einer Radar-Antennenanordnung; und
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9 eine
dritte Ausführungsform einer Radar-Antennenanordnung.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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In
den Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen
gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit sie in den Ausführungsformen
nicht verschieden beschrieben sind.
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Ein
Stiehlstrahler 1 ist in einer perspektivischen Ansicht
in 1 dargestellt. Der Stiehlstrahler 1 weist
einen Kunststoffkörper 2 und eine Halterung 3, 4 auf.
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Der
Kunststoffkörper 2 hat eine trapezförmige
Grundform. Die für den Kunststoffkörper 2 verwendeten
Materialien umfassen Polyetherimide und andere Kunststoffe mit einem
geringen Absorptionskoeffizienten für Hochfrequenzstrahlung
im Bereich von 50 GHz bis 200 GHz und einer geeigneten Dielektrizitätskonstante.
Der Kunststoffkörper wird vorzugsweise in Spritzgusstechnik
hergestellt.
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Die
weitere Form des Kunststoffkörpers 2 wird anhand
von Schnittzeichnungen 2a bis 2f erläutert. 2a und 2b zeigen
eine Seitenansicht bzw. eine Frontalansicht des Kunststoffkörpers 2.
Die erste vertikal verlaufende Schnittebene D-D durch die Mitte
des Kunststoffkörper 2 ist in 2d und
die dazu um 90° verdrehte zweite vertikal verlaufende Schnittebene
C-C durch die Mitte des Kunststoffkörpers 2 ist
in 2c dargestellt. Ein horizontaler Schnitt E-E im
Bereich der Bodenfläche 9 des Kunststoffkörpers 2 zeigt 2e.
Zwei weitere horizontale Schnitte F-F und G-G liegen oberhalb der Bodenfläche 9.
Die einzelnen Schnittansichten sind zueinander maßstabsgetreu,
jedoch ist die dargestellte Form in ihren Abmessungen und Proportionen nicht
auf diese Ausführung begeschränkt.
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Die
Seitenflächen 11 des Kunststoffkörpers 2 sind
im Wesentlichen trapez-förmig und verjüngen sich
nach oben. Die senkrecht zu den Seitenflächen 11 verlaufende
Vorder- und Rückseite 12 sind im unteren Bereich 13 rechteckförmig
und können im oberen Bereich 14 eine sich verjüngende
Trapezform aufweisen.
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Im
unteren Bereich 13, angrenzend an die Bodenfläche 9 ist
von den Seitenflächen 11 aus eine in vertikale
Richtung verlaufende Nut 15 in den Kunststoffkörper 2 eingebracht.
Die Breite 16 der Nut 15 ist geringer als die
Breite der Seitenflächen 11.
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Die
Tiefe 17 der Nut 15, mit der sie sich in Richtung
zur vertikalen Achse des Kunststoffkörpers 2 erstreckt,
nimmt mit zunehmender Entfernung von der Grundfläche 9 ab.
In dem dargestellten Beispiel weist die Tiefe 17 der Nut 15 eine
Stufung auf (vgl. 2d). Die Breite 16 der
Nut 15 bleibt im Wesentlichen über die gesamte
Länge der Nut 15 konstant. In einer anderen Ausgestaltung
kann die Nut 15 eine oder zwei Stufen aufweisen oder sie
verjüngt sich kontinuierlich.
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Der
Kunststoffkörper 2 weist in der Mitte des unteren
Bereichs 13 aufgrund der Nut 15 einen trichterförmigen
Steg 18 auf. Der Steg 18 fokussiert die Hochfrequenzstrahlung
auf dessen dünnen Spitze 19. Die Abmessung der
Spitze 19 entspricht vorzugsweise den Abmessungen von anzukoppelnden
Antennen. Hierdurch kann eine optimale Einkopplung der Signale zwischen
der Antenne und dem Stiehlstrahler erreicht werden.
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Am
oberen Ende des unteren Bereichs 13 ist an der Seitenfläche 11 eine
Nase 8 oder ein Knopf 8 angeordnet.
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An
der Grundfläche 9 können Stifte 10 zum Befestigen
des Kunststoffkörpers 2 an der Halterung 3, 4 angeordnet
werden.
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Die
Halterung umfasst einen Sockel 3 und zwei Laschen 4 (3).
Die beiden Laschen 4 sind zueinander parallel ausgerichtet
auf dem Sockel 3 angeordnet. Ein Abstand zwischen den Laschen 4 entspricht
der Breite des Kunststoffkörpers 2 im Bereich
der Bodenfläche 9. In den Laschen 4 sind durchgehende
Bohrungen 6 vorgesehen. Anstelle der Bohrungen 6 können
auch an den Innenseiten der Laschen 4 liegende Vertiefungen
vorgesehen werden.
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Der
Sockel 3 kann an seiner Unterseite Stifte 7 zum
Arretieren des Sockels an einem Gehäuse aufweisen. Die
Halterung kann als ein einstückiges Bauelement unter Anderem
durch ein Druckgussverfahren hergestellt werden.
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Auf
dem Sockel 3 wird eine Leiterplatte 5, vorzugsweise
eine flexible hochfrequenztaugliche Leiterplatte, mit einem Antennenelement
angeordnet. Das Antennenelement befindet sich mittig auf dem Sockel 3.
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Der
Kunststoffkörper 2 wird zwischen den Laschen 4 mit
seiner Bodenfläche 9 auf der Leiterplatte 5 angeordnet.
Die Spitze 19 des Kunststoffkörpers 2 befindet
sich auf oder oberhalb des Antennenelements. Die seitlichen Nasen 8 greifen
dabei in die Löcher 6 in den Laschen 4 ein.
Die Stifte 10 des Kunststoffkörpers 2 werden
in entsprechende Löcher in dem Sockel 3 eingesetzt
(4a).
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Der
obere Bereich 14 des Kunststoffkörpers 2 überragt
die zum Kunststoffkörper 2 seitlich angeordneten
Laschen 4. Die Laschen 4 sind vorzugsweise breiter
als die Seitenflächen 11 des Kunststoffkörpers 2.
Die Hochfrequenzstrahlung wird durch die metallhaltigen oder metallischen
Laschen 4 zur Seite hin abgeschirmt.
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Zwischen
dem Steg 18 und den Laschen 4 ist ein Hohlraum 20,
wodurch gewährleistet ist, dass die Hochfrequenzstrahlung
durch den Steg 18 gebündelt wird (4b).
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Eine
zweite Ausführungsform ist in den 5 und 6 gezeigt.
Der Aufbau des Stiehlstrahlers 30 unterscheidet sich von
der ersten Ausführungsform im Wesentlichen durch die unterschiedliche
Arretierung des Kunststoffkörpers 31.
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Eine
metallische Halterung weist zwei parallel zu einander angeordnet
Laschen 32 auf einem Sockel 33 auf. In den Laschen 32 sind
Ausnehmungen 36 vorgesehen.
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Auf
dem Sockel 33 wird eine Leiterplatte 35 mit einem
Antennenelement aufgelegt.
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Ein
stiftförmiger Kunststoffkörper 31 mit
einer Grundfläche 34 wird auf dem Antennenelement
positioniert. Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen in 1 bis 4 kann in dieser Ausführung die
Anordnung der Positionsstifte und -löcher im Kunststoffkörper 31 und
Sockel 33 getauscht sein.
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An
einer Klemmvorrichtung 37 sind entsprechend den Ausnehmungen 36 der
Laschen 32 Zapfen 38 vorgesehen, so dass die Klemmvorrichtung 37 im
oberen Bereich der Laschen 32 parallel zum Sockel 33 befestigt
werden kann. Mittig in der Klemmvorrichtung 37 ist eine
Bohrung vorgesehen, durch die der stiftförmige Kunststoffkörper 31 gesteckt
werden kann. Die Bohrung ist vorzugsweise formschlüssig
mit dem Kunststoffkörper 31.
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Eine
Radar-Antennenanordnung für einen kombinierten Nah- und
Fernbetrieb ist in 7 im Querschnitt dargestellt.
Mehrere Antennen 41 sind in einer Reihe angeordnet. Die
Antennen 41 sind in Stielstrahlern 1 nach einer
der vorhergehenden Ausführungsformen eingesetzt. Die Stiehlstrahler 1 sind so
orientiert, dass die Laschen 4 zueinander parallel verlaufen.
Die metallischen Laschen 4 schirmen die einzelnen Hochfrequenzsignale
der unterschiedlichen Antennen 41 von einander ab.
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Eine
Radar-Antennenanordnung für einen Nahbereich ist in 8 dargestellt.
Wenn nur ein Stiehlstrahler eingesetzt wird, kann in dem Halter auch
die Niederfrequenzelektronik integriert werden.
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Eine
Radar-Antennenanordnung für einen Fernbereich ist in 9 dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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