DE102008036012B4 - Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102008036012B4
DE102008036012B4 DE102008036012.0A DE102008036012A DE102008036012B4 DE 102008036012 B4 DE102008036012 B4 DE 102008036012B4 DE 102008036012 A DE102008036012 A DE 102008036012A DE 102008036012 B4 DE102008036012 B4 DE 102008036012B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
radome
wavelength
thickness
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102008036012.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102008036012A1 (de
Inventor
Florian Pfeiffer
Prof. Dr. Biebl Erwin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Priority to DE102008036012.0A priority Critical patent/DE102008036012B4/de
Publication of DE102008036012A1 publication Critical patent/DE102008036012A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102008036012B4 publication Critical patent/DE102008036012B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H01Q1/425Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising a metallic grid
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/02Arrangements for de-icing; Arrangements for drying-out ; Arrangements for cooling; Arrangements for preventing corrosion
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327Sensor installation details
    • G01S2013/93275Sensor installation details in the bumper area

Abstract

Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug, dessen Wand aus wenigstens zwei Schichten besteht, wobei wenigstens eine Schicht aus Kunststoff und wenigstens eine weitere Schicht aus wenigstens einem Lack besteht, dadurch gekennzeichnet, dass- zwischen zwei Kunststoffschichten (3, 22) wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung angeordnet ist, die eine von der auf der Außenseite einer der Kunststoffschichten aufgebrachten Lackschicht (2) hervorgerufene Reflexion der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors (19) wenigstens teilweise kompensiert, wobei die wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung zum Heizen des Radoms (1) mit Strom beaufschlagbar ist, und dass- entweder die Dicke der die Lackschicht tragenden Kunststoffschicht (3) im Wesentlichen einer halben Wellenlänge entspricht und die Dicke der weiteren auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordneten Kunststoffschicht (22) im Wesentlichen der halben Wellenlänge oder einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht (22) entspricht, oder dass- die Kunststoffschicht (3) eine derart geringe Dicke aufweist, dass sie die Lackschicht (2) unter Minimierung der Dämpfung der elektromagnetischen Wellen des Radarsensors (19) noch trägt, und die Dicke der weiteren auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordneten Kunststoffschicht (22) im Wesentlichen einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht (22) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug, dessen Wand aus wenigstens zwei Schichten besteht, wobei wenigstens eine Schicht aus Kunststoff und wenigstens eine weitere Schicht aus wenigstens einem Lack besteht.
  • In Kraftfahrzeugen kommt eine Vielzahl an Fahrerassistenzsystemen zum Einsatz. Als Beispiel seien das Antiblockiersystem, die Verkehrszeichenerkennung und auch Abstandshalteeinrichtungen genannt. Diese Fahrerassistenzsysteme benötigen Daten von Sensoreinrichtungen. Als Sensoreinrichtungen kommen beispielsweise Kameras und auch Radarsensoren zum Einsatz. Ein Problem, das sich bei dieser Vielzahl an Sensoren ergibt, ist ihre Anordnung. Viele Sensoren sind im Frontbereich des Kraftfahrzeugs anzubringen, wobei allerdings ein großer Teil der Frontfläche bereits durch die Windschutzscheibe, die Motorhaube und die Frontscheinwerfer belegt ist. Somit bleiben als freie Flächen die Bereiche hinter dem Stoßfänger, sowie der Bereich hinter dem Kühlerschutzgrill. Aus optischen Gründen ist es dabei wünschenswert, dass die Sensoren hinter dem Stoßfänger bzw. dem Kühlerschutzgrill und damit unsichtbar für den Betrachter angebracht sind.
  • Insbesondere bei Radarsensoren tritt dabei das Problem auf, dass beispielsweise eine Reduktion der Erstdetektionsreichweite, also des Abstandes, in dem ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug erfasst werden kann, erfolgt. Aus diesem Grund wird für die Radarsensoren, sofern sie hinter dem Stoßfänger angeordnet sind, eine Öffnung in dem Stoßfänger ausgespart. Alternativ kann der Stoßfänger oder jede andere als Radom funktionierende Abdeckung aus Kunststoff gefertigt sein und die Dicke des Kunststoffs gleich einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors gewählt werden, so dass das Radom für den Radarsensor unsichtbar ist und so die Dämpfung minimiert wird. Als Wellenlänge wird dabei stets die Wellenlänge im Material verstanden. Dieses Vorgehen funktioniert allerdings bei einer Vielzahl an Lacken, die auf dem Stoßfänger wie auch auf dem restlichen Gehäuse des Fahrzeugs anzubringen sind, nicht.
  • Aus DE 198 19 709 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Radoms eines Kraftfahrzeugs bekannt, in das charakteristische Strukturen von Kfz-Teilen integriert sind. Die Dicke der Wand des Radoms wird so ausgelegt, dass die Absorptionsverluste möglichst gering sind. Um die Radartransparenz auch bei Vorhandensein der charakteristischen Strukturen zu erhalten, wird vorgeschlagen, die Struktur in einer radartransparenten Platte in der Negativform einzulassen und diese Form mit einer metallischen oder metallisch glänzenden Schicht zu versehen, wobei die Dicke der metallischen Schicht so gehalten ist, dass im sichtbaren Wellenlängenbereich die elektromagnetische Strahlung vollständig reflektiert wird und im Radarwellenbereich nahezu ungeschwächt hindurchtritt.
  • Aus DE 25 51 366 A1 ist ein Radom für ein Kraftfahrzeug bekannt, das dicht unter der Radomoberfläche wenigstens ein elektrisches Heizelement aufweist. Das Material des Radoms wirkt in elektrischer Hinsicht kapazitiv. Diese Kapazität wird durch eine Induktivität des Heizdrahtes kompensiert, das heißt, dass die Heizdrahtinduktivität in dem Sinne einer Kompensation der Kapazität des Radommaterials gewählt ist.
  • Ein ähnliches Radom mit induktiven Heizdrähten ist aus EP 0 478 852 A1 bekannt. Die Heizdrähte verlaufen mäanderförmig und können auch hier zum Beheizen des Radoms bestromt werden.
  • Aus US 2003/0128164 A1 ist ein Radom bekannt, das aus zwei Schichten besteht. Die Außenschicht schließt sich auf der einen Seite des Substrats an. Auf der anderen Seite ist ein metallisches Material in das Substrat eingelassen. Durch diese Anordnung soll eine minimale Sensordämpfung erreicht werden.
  • JP 57-065006 A offenbart ein Radom mit einem dielektrischen Träger, der an der Außen- und der Innenseite mit einer Beschichtung versehen ist. In der außenliegenden Beschichtung sind Metalldrähte, die zur Beheizung des Radoms bestromt werden können, eingebettet.
  • Des Weiteren ist aus FR 2 560 444 A1 ein Radom bekannt, mit einem Träger aus einem dielektrischen Material, an dessen Außenseite metallische Gitter eingebettet sind. Innenseitig ist zur Anpassung der Frequenzbandbreite eine Schicht aus einem Material, das eine Dielektrizitätskonstante in der Größe von Luft aufweist, sowie eine kapazitiv wirkende Vorrichtung vorgesehen.
  • Die Erfindung hat damit die Aufgabe, ein Radom anzugeben, das aus beliebigen Schichten aufgebaut sein kann, und das trotzdem die Funktionalität des Radarsensors zumindest nicht wesentlich einschränkt.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem Radom der eingangs genannten Art vorgesehen, dass
    • - zwischen zwei Kunststoffschichten (3, 22) wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung angeordnet ist, die eine von der auf der Außenseite einer der Kunststoffschichten aufgebrachten Lackschicht (2) hervorgerufene Reflexion der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors (19) wenigstens teilweise kompensiert, wobei die wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung zum Heizen des Radoms (1) mit Strom beaufschlagbar ist, und dass
    • - entweder die Dicke der die Lackschicht tragenden Kunststoffschicht (3) im Wesentlichen einer halben Wellenlänge entspricht und die Dicke der weiteren auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordneten Kunststoffschicht (22) im Wesentlichen der halben Wellenlänge oder einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht (22) entspricht, oder dass
    • - die Kunststoffschicht (3) eine derart geringe Dicke aufweist, dass sie die Lackschicht (2) unter Minimierung der Dämpfung der elektromagnetischen Wellen des Radarsensors (19) noch trägt, und die Dicke der weiteren auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordneten Kunststoffschicht (22) im Wesentlichen einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht (22) entspricht.
  • Betrachtet man die vom Radarsensor ausgesandten Wellen als ebene Wellen, kann die Wellenausbreitung in homogenen Medien anhand von Leitungsersatzschaltbildern beschrieben werden. Die Schichten des Radoms können dann als Serienschaltung einer Vielzahl von kurzen Leitungsstücken modelliert werden. Unter den Voraussetzungen, dass die elektromagnetische Welle senkrecht auf das Radom trifft und dass das Material des Radoms nichtmagnetisch ist, können die Leitungsstücke über ihren Leitungswiderstand ZL charakterisiert werden, der wie in der folgenden Gleichung 1 definiert ist: Z L = Z 0 ε r
    Figure DE102008036012B4_0001
  • Z0 ist dabei der Freiraumwellenwiderstand und εr die relative Dielektrizitätszahl des Materials. Im einfachsten Fall bewegt sich die elektromagnetische Strahlung also erst durch Luft, dann durch eine Kunststoffschicht, auf die eine Lackschicht folgt, um sich am Schluss wieder in Luft zu bewegen. Zur optimalen Betriebsweise des Radarsensors sollte im gesamten Modell Leistungsanpassung und somit Reflexionsfreiheit vorliegen. Hierzu muss im Ersatzschaltbild an jeder Stelle eine konjugiert komplexe Anpassung vorliegen, was bedeutet, dass die Realanteile der Impedanzen gleich und der Imaginärteil durch einen entgegengesetzten gleichgroßen Wert auf 0 kompensiert sein müssen.
  • In der folgenden Betrachtung wird der Freiraumwiderstand vor und hinter dem Radom mit Z0 bezeichnet, die Impedanz am Übergang von der Luft zum Lack mit Z1 und die Impedanz am Übergang von Lack zu Kunststoff mit Z2. Die Kunststoffschicht bewirkt eine Impedanztransformation, die sich gemäß Gleichung 2 berechnen lässt: Z 2 = Z L 2 Z 0 + j Z L 2 tan ( k 2 l 2 ) Z L 2 + j Z 0 tan ( k 2 l 2 )
    Figure DE102008036012B4_0002
    wobei k2 die Wellenzahl der Leitung, I2 die Länge der Leitung, ZL2 die Leitungsimpedanz und Z2 die transformierte Impedanz bezeichnen. Wird, wie es üblicherweise geschieht, die Dicke der Kunststoffschicht als ein Vielfaches der halben Wellenlänge im Material gewählt, ist die transformierte Impedanz gleich dem Freiraumwiderstand: Z 2 = Z 0   .
    Figure DE102008036012B4_0003
  • Die Lackschicht bewirkt eine weitere Impedanztransformation, die sich analog zu Gleichung 2 ergibt (Gleichung 3): Z 1 = Z L 1 Z 0 + j Z L 1 tan ( k 1 l 1 ) Z L 1 + j Z 0 tan ( k 1 l 1 ) .
    Figure DE102008036012B4_0004
  • Entspräche die Dicke der Lackschicht ebenfalls einem Vielfachen der halben Wellenlänge im Material, wäre diese Schicht ebenfalls reflexionsfrei an den Freiraumwiderstand angepasst. In der Realität handelt es sich allerdings um sehr dünne Lackschichten, weshalb die transformierte Impedanz Z1 nicht dem Freiraumwiderstand Z0 entspricht. Im Fall sehr dünner Lackschichten ist der Term ZL1 * tan(k1 I1) sehr klein gegenüber dem Freiraumwiderstand Z0 und kann somit näherungsweise vernachlässigt werden, wodurch sich Gleichung 3 wie in der folgenden Gleichung 4 vereinfach lässt: Z 1 Z 0 1 + j Z 0 Z L 1 tan ( k 1 l 1 )
    Figure DE102008036012B4_0005
  • Der Ersatzwiderstand einer Parallelschaltung aus einer Kapazität C und einem Widerstand R lautet gemäß Gleichung 5: Z = R 1 + j ω R C .
    Figure DE102008036012B4_0006
  • Durch Vergleich von Gleichung 4 und Gleichung 5 erkennt man, dass die Lackschicht annähernd als Kapazität betrachtet werden kann. Diese kann dementsprechend durch eine induktiv wirkende Vorrichtung zumindest teilweise kompensiert werden. Dies gelingt umso besser, je kürzer die Leitung und damit kleiner I1 ist, da anderenfalls die Annahme der Vernachlässigung wie oben beschrieben nicht mehr zutrifft.
  • Bei Schichtdicken größer als ¼ λ 0 ε r
    Figure DE102008036012B4_0007
    wirkt die Lackschicht kapazitiv, weshalb sie durch eine induktiv wirkende Vorrichtung zu kompensieren ist.
  • Entspricht die Dicke der Kunststoffschicht einem Vielfachen der halben Wellenlänge im Material, so spielt sie elektrisch gesehen keine Rolle, weshalb die induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung auch auf der lackschichtabgewandten Seite der Kunststoffschicht angebracht werden kann.
  • Mit besonderem Vorteil kann die wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung als ein oder mehrere Leitungsstreifen ausgebildet sein. Solche Leitungsstreifen wirken induktiv und können daher im Falle dünner Lackschichten verwendet werden. Vorzugsweise kann im Falle wenigstens zweier Leitungsstreifen deren Breite und Abstand in Abhängigkeit des Freiraumwiderstands zwischen Radarsensor und Wand des Radoms sowie der Impedanz der Wand des Radoms gewählt werden. Näherungsweise kann diese Bestimmung gemäß Gleichung 6 vorgenommen werden: X Z 0 = a λ 0 ln ( csc π d 2 a ) ,
    Figure DE102008036012B4_0008
    wobei X die Reaktanz der Wand, Z0 den Freiraumwellenwiderstand, λ0 die Freiraumwellenlänge, a den Abstand der Leitungsstreifen und d die Breite der Leitungsstreifen bezeichnet. Im Fall größerer Abstände der Leitungsstreifen kann auch Gleichung 7 mit weiteren Korrekturtermen verwendet werden: X Z 0 = a λ 0 [ ln ( csc π d 2 a ) + Q 2 cos 4 π d 2 a 1 + Q 2 sin 4 π d 2 a + 1 16 ( a λ 0 ) 2 ( 1 3 sin 2 π d 2 a ) 2 cos 4 π d 2 a ]
    Figure DE102008036012B4_0009
    mit Q 2 = 1 1 ( a λ 0 ) 2 1
    Figure DE102008036012B4_0010
  • Mit besonderem Vorteil kann der wenigstens eine Leitungsstreifen im Wesentlichen parallel zum elektrischen Feldvektor der durch den Radarsensor erzeugten elektromagnetischen Strahlung angeordnet sein. Die Wirkung der Leitungssteifen hängt nämlich auch von ihrer Stellung bezüglich des elektrischen Feldvektors ab und durch die parallele Ausrichtung kann eine maximale Wirkung erzielt werden.
  • Alternativ kann der wenigstens eine Leitungsstreifen wellenförmig und in der Hauptachse im Wesentlichen parallel zum elektrischen Feldvektor der durch den Radarsensor erzeugten elektromagnetischen Strahlung angeordnet sein. Entscheidend ist demnach, dass die Hauptachse des Leitungsstreifens parallel zum elektrischen Feldvektor ist, während eine vollständig gerade Ausführungsform nicht zwingend notwendig ist, wodurch Freiheiten in der optischen Gestaltung verbleiben.
  • Ein weiteres bekanntes Problem mit Radarsensoren bzw. deren Radomen ist ein mögliches Erblinden des Radarsensors durch auf dem Radom aufliegenden Schnee, Schneematsch oder Eis. In diesem Fall ist die wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung zum Heizen des Radoms mit Strom beaufschlagbar. Die Vorrichtung erfüllt in diesem Fall eine Doppelfunktion, während das Heizen bzw. das Beaufschlagen mit Strom keinerlei negativen Einfluss hinsichtlich der kapazitiven bzw. induktiven Wirkung der Vorrichtung hat. Dies erlaubt eine besonders kompakte Bauweise des Radoms.
  • Wie oben bereits ausgeführt, ist die Kunststoffschicht für die elektromagnetische Strahlung genau dann in elektrischer Hinsicht unsichtbar, wenn die Dicke der Kunststoffschicht der Wand des Radoms im Wesentlichen einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der Kunststoffschicht entspricht. Vorzugsweise ist die Dicke dementsprechend gewählt, wobei mit besonderem Vorteil die Dicke im Wesentlichen einer ganzen Wellenlänge entspricht. Aus elektrischer Sicht gesehen ist es unerheblich, ob die Dicke der Wand einem halben einer ganzen oder einem anderen Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen entspricht. Im Falle einer Frequenz von beispielsweise 76,5 GHz entspricht die Wellenlänge im Material einer Dicke von ca. 2,3 mm und die Wellenlänge in Luft ist 3,9 mm. Diese Größen gelten für εr = 2,8, wobei die Wellenlänge im Material λMat und die Freiraumwellenlänge λ0 über λ M a t = λ 0 ε r
    Figure DE102008036012B4_0011
    verknüpft sind.
  • Statt wie oben beschrieben die Dicke gleich einer ganzen Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Material zu wählen, ist vorgesehen, dass die Dicke im Wesentlichen einer halben Wellenlänge entspricht und eine weitere Kunststoffschicht auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordnet ist, deren Dicke im Wesentlichen der halben Wellenlänge oder einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht entspricht. Auf die Lackschicht, die Kunststoffschicht und die Leiterbahnen folgt also eine weitere Kunststoffschicht. Die Ausgestaltungen der zwischen Lackschicht und Leiterbahnen befindlichen Kunststoffschicht in der Form, dass als Dicke genau eine halbe Wellenlänge gewählt wird und somit die kleinstmögliche Dicke, weist den Vorteil auf, dass die Dämpfung auch für Frequenzen, die nicht genau der halben Wellenlänge im Material entsprechen, gering ist. Die nach der Leistungsanpassung durch die Leiterbahnen auftretenden Strukturen in Form der weiteren Wand sind diesbezüglich unkritischer wie die Kunststoffschicht, die direkt auf die Lackschicht und noch vor der Leistungsanpassung durch die Leiterbahnen folgt. Die weitere Wand wird dann aus Stabilitätsgründen erforderlich, da die Dicke der Kunststoffschicht für ein εr von 2,8 dann lediglich ca. 1,1 mm dick ist, wodurch die Stabilität des Radoms nicht gewährleistet werden kann. Da, wie eben bereits ausgeführt, die Anpassung der Wanddicke auf ein Vielfaches einer halben Wellenlänge immer lediglich für eine einzige Frequenz erreicht werden kann, weist auch die weitere Wand eine möglichst geringe Dicke auf, also optimälerweise ebenfalls die Dicke einer halben Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Material. Besteht die weitere Wand aus dem gleichen Material wie die Kunststoffschicht, sind die Leiterbahnen von zwei identischen Schichten bzw. Wänden umgeben.
  • In Alternative zu der eben ausgeführten Ausgestaltung ist es auch möglich, dass die Kunststoffschicht eine derart geringe Dicke aufweist, dass sie die Lackschicht unter Minimierung der Dämpfung der elektromagnetischen Wellen des Radarsensors noch trägt, dass die induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordnet ist und nach dieser auf der Kraftfahrzeuginnenseite eine weitere Kunststoffschicht angeordnet ist, deren Dicke im Wesentlichen einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht entspricht. Die Dämpfung der auf die Lackschicht folgende Kunststoffschicht wird also nicht durch die Anpassung der Dicke an ein Vielfaches von λ/2 erreicht, sondern durch die Minimierung der Dicke. Hierbei muss die Kunststoffschicht allerdings noch das Auftragen der Lackschicht erlauben, ohne dadurch zerstört oder beschädigt zu werden. Durch die dann folgende elektrisch wirksame Vorrichtung wird die durch die Lackschicht hervorgerufene Dämpfung minimiert, während die daran folgende weitere Kunststoffschicht die Stabilität des Radoms gewährleistet. Insbesondere für breitbandige Radarsensoren ist diese Anordnung interessant, da die weitere Kunststoffschicht bei dieser Anordnung wie auch bei der eben oben genannten Ausgestaltung Frequenzen, deren Wellenlängen nicht genau der Wellenlänge entsprechen, für die die Wanddicke der weiteren Kunststoffschicht optimiert wurde, weniger stark dämpft.
  • Mit besonderem Vorteil kann das Radom in den Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs integriert sein. Unter Integration wird einerseits verstanden, dass das Radom als separates Teil oder als separater Abschnitt in einen ansonsten nach Stand der Technik bekannten Stoßfänger in einen Abschnitt oder Teilbereich eingefügt wird. Andererseits kann der Stoßfänger selbst das Radom darstellen. Dabei ist dann der Stoßfänger lediglich auf der Fahrzeuginnenseite mit induktiv oder kapazitiv wirkenden Vorrichtungen zu versehen, um als Radom einsetzbar zu sein. Andererseits kann in einen Stoßfänger, der mit Aussparungen versehen war, eine lackierte Kunststoffkappe eingesetzt werden, um die Aussparungen abzudecken. In diesem Fall ist dann lediglich die Abdeckung mit den elektrisch wirksamen Vorrichtungen ausgestattet.
  • Daneben betrifft die Erfindung auch einen Radarsensor sowie ein Kraftfahrzeug.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
    • 1 die Teilansicht eines erfindungsgemäßen Radoms,
    • 2 das Ersatzschaltbild des Radoms nach 1
    • 3 eine Teilansicht einer alternativen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Radoms, und
    • 4 ein Radom nach Stand der Technik, und
    • 5 das Ersatzschaltbild des Radoms nach 4, und
    • 6 ein Kraftfahrzeug mit Stoßfänger in der Querschnittsansicht, und
    • 7 ein Radom in einer weiteren Ausgestaltung
  • 4 zeigt ein bekanntes Radom 1, bestehend aus einer Lackschicht 2 und einer Kunststoffschicht 3. Auf der Kraftfahrzeuginnen- wie auch -außenseite befindet sich Luft 8. Im Ersatzschaltbild in 5 wird die Luft 8 über den Freiraumwiderstand 13 wiedergegeben, während die Leitung 14 die Lackschicht und die Leitung 15 die Kunststoffschicht darstellen. Die transformierten Impedanzen 16 und 17 ergeben sich gemäß den Gleichungen 2 und 3. Im Falle einer dünnen Lackschicht, wobei „dünn“ von der relativen Dielektrizitätskonstante εr abhängt und für εr gleich 100 in einer Größenordnung von einigen Mikrometern bis zu etwa 0,1 mm liegt, kann die transformierte Impedanz 16 auch gemäß Gleichung 4 angegeben werden. In diesem Fall wirkt die Lackschicht 2 kapazitiv und kann durch eine induktive Vorrichtung zumindest teilweise kompensiert werden. Für kleiner Dielektrizitätskonstanten εr können die Schichtdicken entsprechend größer sein.
  • Eine derartige induktive Vorrichtung ist in 1 in Form der Leiterbahnen 4 zu sehen. Die Leiterbahnen sind parallel zum elektrischen Feldvektor 5 der elektromagnetischen Strahlung ausgerichtet und befinden sich auf der Kraftfahrzeuginnenseite. Dies ist möglich, da die Dicke der Kunststoffschicht 3 der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Material entspricht und sie somit elektrisch nicht wirksam ist. Im Ersatzschaltbild in 2 werden die Leiterbahnen 4 durch die Induktivität 18 repräsentiert, ansonsten entsprechen sich 2 und 5. Der Abstand 6 und die Breite 7 der Leiterbahnen ergeben sich gemäß einer der Gleichungen 6 oder 7, abhängig von dem Abstand 6 der Leiterbahnen 4.
  • In einer alternativen Ausgestaltung können die Leiterbahnen 4 auch wellenförmig verlaufen, wobei die Hauptachse weiterhin parallel zum Feldvektor 5 der elektromagnetischen Strahlung verbleibt, siehe 3. Hierbei sind auch weitere Ausgestaltungen beispielsweise in Form einer Dreiecklinie denkbar. Durch Verbindung der Leiterbahnen 4 mit einer Stromquelle können diese mit Strom beaufschlagt werden, um das Radom zu beheizen. Dies ist besonders vorteilhaft, um eventuell auf der Fahrzeugaußenseite auftretende Eisschichten zu verhindern.
  • 6 zeigt den Vorderbereich eines Kraftfahrzeugs 21 in einer Querschnittsansicht, wobei der Radarsensor 19 hinter dem Stoßfänger 20 angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann in dieser Ausgestaltung der Stoßfänger 20 als Radom 5 fungieren, da auf der Kraftfahrzeuginnenseite Leiterbahnen 4 angebracht sind, die den Betrieb des Radarsensors 19 hinter dem lackierten Stoßfänger 20 erlauben. Der Stoßfänger selbst ist aus einer Kunststoffschicht 3 und einer Lackschicht 2 aufgebaut, wobei die Lackschicht 2 selbst wiederum aus mehreren Schichten wie der Grundierungsschicht und der eigentlichen Farbschicht aufgebaut ist. Aufgrund der Leiterbahnen 4 auf der Fahrzeuginnenseite des Stoßfängers 20 ist es möglich, den Radarsensor 19 hinter dem Stoßfänger zu platzieren, ohne dass in diesem eine Aussparung vorzusehen wäre, die optisch nachteilig wirkt. Da der Stoßfänger die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs 21 umfasst, kann der Radarsensor 19 des Weiteren von der vertikalen Ausrichtung her gesehen an beliebiger Position angebracht werden. Durch das erfindungsgemäße Radom stehen also insbesondere im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs 21 mehr Möglichkeiten zum Einbau des Radarsensors 19 zur Verfügung, ohne dass hierdurch die optischen Gestaltungsfreiräume eingegrenzt würden.
  • 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Radom 1, das auf der Fahrzeuginnenseite eine weitere Kunststoffschicht 22 aufweist. Die Dicke der Kunststoffschicht 3 entspricht einer halben Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Material, also der kleinstmöglichen Dicke. Hierdurch kann die Dämpfung von Frequenzen, deren halbe Wellenlänge leicht von der Dicke der Kunststoffschicht 3 abweicht, minimiert werden. Alternativ ist es möglich, die Dicke der Kunststoffschicht 3 so „dünn“ zu wählen, dass sie das Auftragen der Lackschicht 3 gerade noch erlaubt und durch diese Ausformung die elektromagnetischen Wellen nur minimal dämpft. Aufgrund der Dicke der Kunststoffschicht 3 ist in beiden Fällen die Stabilität des Radoms 1 verringert oder sogar nicht mehr vorhanden. Daher folgt auf die Leiterbahnen 4 Richtung Kraftfahrzeuginnenseite eine weitere Kunststoffschicht 22, um die Stabilität des Radoms 1 wieder zu erhöhen. Die Dicke der Kunststoffschicht 22 muss zur Minimierung der Dämpfung ebenfalls einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Material entsprechen, wobei hier zur Minimierung von Dämpfungsverlusten ebenfalls die Mindestdicke, die also einer halben Wellenlänge entspricht, zu wählen ist. Im Material kann sie der Kunststoffschicht 3 entsprechen, aber auch aus einem anderen Kunststoff bestehen. Da aufgrund der Leiterbahnen 4 aber bereits eine Leistungsanpassung erfolgt ist, bewirkt eine Gesamtanordnung aus Kunststoffschicht 3 und weiterer Kunststoffschicht 22 eine geringere Dämpfung, als eine vergleichbare, dickere Kunststoffschicht 3. Diese Ausgestaltung ist insbesondere für breitbandige Radarsensoren vorteilhaft.

Claims (10)

  1. Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug, dessen Wand aus wenigstens zwei Schichten besteht, wobei wenigstens eine Schicht aus Kunststoff und wenigstens eine weitere Schicht aus wenigstens einem Lack besteht, dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen zwei Kunststoffschichten (3, 22) wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung angeordnet ist, die eine von der auf der Außenseite einer der Kunststoffschichten aufgebrachten Lackschicht (2) hervorgerufene Reflexion der elektromagnetischen Strahlung des Radarsensors (19) wenigstens teilweise kompensiert, wobei die wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung zum Heizen des Radoms (1) mit Strom beaufschlagbar ist, und dass - entweder die Dicke der die Lackschicht tragenden Kunststoffschicht (3) im Wesentlichen einer halben Wellenlänge entspricht und die Dicke der weiteren auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordneten Kunststoffschicht (22) im Wesentlichen der halben Wellenlänge oder einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht (22) entspricht, oder dass - die Kunststoffschicht (3) eine derart geringe Dicke aufweist, dass sie die Lackschicht (2) unter Minimierung der Dämpfung der elektromagnetischen Wellen des Radarsensors (19) noch trägt, und die Dicke der weiteren auf der Kraftfahrzeuginnenseite angeordneten Kunststoffschicht (22) im Wesentlichen einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der weiteren Kunststoffschicht (22) entspricht.
  2. Radom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine induktiv oder kapazitiv wirkende Vorrichtung als ein oder mehrere Leitungsstreifen (4) ausgebildet ist.
  3. Radom nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle wenigstens zweier Leitungsstreifen (4) deren Breite (7) und Abstand (6) in Abhängigkeit des Freiraumwiderstands (13) zwischen Radarsensor (19) und Wand des Radoms (1) sowie der Reaktanz der Wand des Radoms (1) gewählt ist.
  4. Radom nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Leitungsstreifen (4) im Wesentlichen parallel zum elektrischen Feldvektor (5) der durch den Radarsensor (19) erzeugten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
  5. Radom nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Leitungsstreifen (4) wellenförmig und in der Hauptachse im Wesentlichen parallel zum elektrischen Feldvektor (5) der durch den Radarsensor (19) erzeugten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
  6. Radom nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Kunststoffschicht (3) der Wand des Radoms (1) im Wesentlichen einem Vielfachen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in der Kunststoffschicht (3) entspricht.
  7. Radom nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der weiteren Kunststoffschicht (22) im Wesentlichen einer ganzen Wellenlänge entspricht.
  8. Radom nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in den Stoßfänger (20) eines Kraftfahrzeugs (21) integriert ist.
  9. Radarsensor (19) mit einem zugeordneten Radom (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  10. Kraftfahrzeug (21) mit einem Radom (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder mit einem Radarsensor (19) nach Anspruch 9.
DE102008036012.0A 2008-08-01 2008-08-01 Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug Active DE102008036012B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008036012.0A DE102008036012B4 (de) 2008-08-01 2008-08-01 Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008036012.0A DE102008036012B4 (de) 2008-08-01 2008-08-01 Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug
ES09009614.0T ES2690726T3 (es) 2008-08-01 2009-07-24 Radomo para un sensor de radar en un automóvil
EP09009614.0A EP2151889B1 (de) 2008-08-01 2009-07-24 Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008036012A1 DE102008036012A1 (de) 2010-02-11
DE102008036012B4 true DE102008036012B4 (de) 2018-05-30

Family

ID=41259088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008036012.0A Active DE102008036012B4 (de) 2008-08-01 2008-08-01 Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2151889B1 (de)
DE (1) DE102008036012B4 (de)
ES (1) ES2690726T3 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010028185A1 (de) * 2010-04-26 2011-10-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle, body part and method of configuration or manufacture of the body part
DE102011010861A1 (de) * 2011-02-10 2012-08-16 Daimler Ag Method for optimizing radomes for a motor vehicle radar sensor
RU2459323C1 (ru) * 2011-05-04 2012-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной электродинамики Российской академии наук (ИТПЭ РАН) Стенка радиопрозрачного укрытия
US9828036B2 (en) 2015-11-24 2017-11-28 Srg Global Inc. Active grille shutter system with integrated radar
US10090588B2 (en) 2016-09-26 2018-10-02 Srg Global Inc. Selectively chrome plated vehicle radome and vehicle radiator grille and methods of manufacturing
DE102018207864A1 (de) * 2018-05-18 2019-11-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Measuring device for damping measurement of components
DE102018211786A1 (de) 2018-07-16 2020-01-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Partikel zur Herstellung eines Lackes mit Metallic- oder Mineraleffekt, Verwendung dieser Partikel und Lack mit Metallic- oder Mineraleffekt
DE102019201957A1 (de) * 2019-02-14 2020-08-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Component of a motor vehicle, radar unit, method for producing a component and motor vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2551366A1 (de) 1975-11-15 1977-05-26 Licentia Gmbh Radome fuer eine mikrowellenantenne, insbesondere radarantenne
JPS5765006A (en) 1980-10-09 1982-04-20 Mitsubishi Electric Corp Electric heating type radome
FR2560444A1 (fr) 1984-02-29 1985-08-30 Bony Gerard Radome adapte pour la protection mecanique d'une antenne hyperfrequence et son procede de mise en oeuvre
EP0478852A1 (de) 1989-03-03 1992-04-08 Hazeltine Corporation Radom mit integrierten Heiz- und Impedanzanpassungselementen
DE19819709A1 (de) 1998-05-02 1999-11-04 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Radoms für ein Abstandswarnradar
US20030128164A1 (en) 2002-01-10 2003-07-10 Rahaim Samuel G. Sensor cover and method of construction thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3560986A (en) * 1969-02-24 1971-02-02 Brunswick Corp Radar antenna radome construction
DE102007062945A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Rehau Ag + Co. Karosserie-Kunststoffbauteil für ein Kraftfahrzeug sowie dessen Verwendung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2551366A1 (de) 1975-11-15 1977-05-26 Licentia Gmbh Radome fuer eine mikrowellenantenne, insbesondere radarantenne
JPS5765006A (en) 1980-10-09 1982-04-20 Mitsubishi Electric Corp Electric heating type radome
FR2560444A1 (fr) 1984-02-29 1985-08-30 Bony Gerard Radome adapte pour la protection mecanique d'une antenne hyperfrequence et son procede de mise en oeuvre
EP0478852A1 (de) 1989-03-03 1992-04-08 Hazeltine Corporation Radom mit integrierten Heiz- und Impedanzanpassungselementen
DE19819709A1 (de) 1998-05-02 1999-11-04 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Radoms für ein Abstandswarnradar
US20030128164A1 (en) 2002-01-10 2003-07-10 Rahaim Samuel G. Sensor cover and method of construction thereof

Also Published As

Publication number Publication date
ES2690726T3 (es) 2018-11-22
EP2151889B1 (de) 2018-09-12
DE102008036012A1 (de) 2010-02-11
EP2151889A1 (de) 2010-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190164074A1 (en) Moisture sensor and/or defogger with bayesian improvements, and related methods
EP2649673B1 (de) Fensteranordnung mit einem eine transparente schicht und einen angrenzenden aussenbereich überlappenden antennenelement
JP6643334B2 (ja) 車両用センサーシステムの透過性フロント面ヒーター
CN102565782B (zh) 机动车雷达系统及其使用方法
ES2391041T3 (es) Disposición de cámara para un vehículo
US7408500B2 (en) Automotive radar
JP2670422B2 (ja) ミリ波レーダセンサのための組付け放射構造体
US6489927B2 (en) System and technique for mounting a radar system on a vehicle
KR100715420B1 (ko) 원편파용 안테나 및 이 안테나를 포함하는 통합안테나
CN100447580C (zh) 电容式传感器
US6331838B1 (en) Flexible vehicle antenna
US7830267B2 (en) Rain sensor embedded on printed circuit board
DE60318123T2 (de) Millimeterwellen-Radar mit nebenkeulenabsorbierendem Radom
JP5264888B2 (ja) アクティブレーダシステム
US6919853B2 (en) Multi-band antenna using an electrically short cavity reflector
JP3419675B2 (ja) 車載用電波レーダ装置
US6924774B2 (en) On-board antenna
US7296461B2 (en) Temperature compensated windshield moisture detector
US6788255B2 (en) Antenna unit having radio absorbing device
US4346774A (en) Doppler radar mounting structure for motor vehicles
EP2100722B1 (de) Lichtsensor, der auf einer Leiterplatte montiert ist
ES2298744T3 (es) Soporte de telefono movil para automoviles.
DE60211173T2 (de) Griff für kraftfahrzeugflügel
US7342547B2 (en) Glass antenna and manufacturing method for the same
JP2015534052A (ja) トリム部品とレーダセンサとを有する装置、自動車、および装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final