DE102013021819A1 - Radar device with a vehicle lamp and a radar sensor and motor vehicle with a radar device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Fahrzeugleuchte (3) zur Beleuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, und mit einem Radarsensor (4) zur Detektion von in der Umgebung befindlichen Zielobjekten, wobei die Fahrzeugleuchte (3) ein Gehäuse (13) mit einem Gehäuseinnenraum (14) für zumindest ein Leuchtmittel aufweist, und wobei der Radarsensor (4) eine in dem Gehäuseinnenraum (14) angeordnete Antenneneinheit (8) zum Aussenden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Radarwellen und ein Steuergerät (9) zum Ansteuern der Antenneneinheit (8) aufweist, wobei das Steuergerät (9) außerhalb des Gehäuseinnenraums (14) der Fahrzeugleuchte (3) angeordnet ist und der Radarsensor (4) eine Verbindungseinheit (10) aufweist, über welche das Steuergerät (9) durch eine Gehäusewand (21) des Gehäuses (13) hindurch mit der Antenneneinheit (8) elektrisch gekoppelt ist.The invention relates to a radar device (2) for a motor vehicle, comprising a vehicle light (3) for illuminating an environment of the motor vehicle, and a radar sensor (4) for detecting target objects located in the surroundings, the vehicle light (3) comprising a housing (3). 13) with a housing interior (14) for at least one luminous means, and wherein the radar sensor (4) in the housing interior (14) arranged antenna unit (8) for emitting and / or receiving electromagnetic radar waves and a control device (9) for driving the antenna unit (8), wherein the control device (9) outside the housing interior (14) of the vehicle lamp (3) is arranged and the radar sensor (4) has a connection unit (10) via which the control unit (9) by a housing wall ( 21) of the housing (13) is electrically coupled to the antenna unit (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Fahrzeugleuchte zur Beleuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, und mit einem Radarsensor zur Detektion von Zielobjekten, die sich in der Umgebung befinden. Die Fahrzeugleuchte weist ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum für zumindest ein Leuchtmittel auf. Der Radarsensor weist eine in dem Gehäuseinnenraum angeordnete Antenneneinheit sowie ein Steuergerät auf. Die Antenneneinheit ist zum Aussenden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Radarwellen ausgebildet, während das Steuergerät zum Ansteuern der Antenneneinheit ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Radarvorrichtung.The invention relates to a radar device for a motor vehicle, comprising a vehicle lamp for illuminating an environment of the motor vehicle, and a radar sensor for detecting target objects located in the surroundings. The vehicle lamp has a housing with a housing interior for at least one lamp. The radar sensor has an antenna unit arranged in the housing interior and a control unit. The antenna unit is designed to emit and / or receive electromagnetic radar waves, while the control unit is designed to drive the antenna unit. The invention also relates to a motor vehicle having such a radar device.

Radarsensoren für Kraftfahrzeuge (automotive radar sensors) sind bereits Stand der Technik und werden beispielsweise bei einer Frequenz von ca. 24 GHz oder ca. 79 GHz betrieben. Radarsensoren dienen im Allgemeinen zur Detektion von Zielobjekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und unterstützen den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs in vielfältiger Hinsicht. Radarsensoren messen einerseits den Abstand zwischen dem Zielobjekt und dem Fahrzeug. Sie messen andererseits auch sowohl die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt als auch den so genannten Zielwinkel, d. h. einen Winkel zwischen einer gedachten Verbindungslinie zum Zielobjekt und einer Referenzlinie, etwa der Fahrzeuglängsachse.Radar sensors for motor vehicles (automotive radar sensors) are already state of the art and are operated, for example, at a frequency of about 24 GHz or about 79 GHz. Radar sensors generally serve to detect targets in the vicinity of the motor vehicle and assist the driver in guiding the motor vehicle in a variety of ways. On the one hand, radar sensors measure the distance between the target object and the vehicle. On the other hand, they measure both the relative speed to the target object and the so-called target angle, d. H. an angle between an imaginary connecting line to the target object and a reference line, such as the vehicle longitudinal axis.

Radarsensoren werden üblicherweise hinter dem Stoßfänger platziert, beispielsweise in den jeweiligen Eckbereichen des Stoßfängers. Zur Detektion des Zielobjektes sendet der Radarsensor ein Sendesignal (elektromagnetische Wellen) aus, welches dann an dem zu detektierenden Zielobjekt reflektiert und als Radarecho durch den Radarsensor empfangen wird. Das Interesse gilt vorliegend dem so genannten Frequenzmodulations-Dauerstrich-Radarsensor („frequency modulated continues wave radar” oder „FMCW radar”), bei welchem das ausgesendete Signal mehrere Sequenzen (bursts) von frequenzmodulierten Chirpsignalen umfasst, welche eine nach dem anderen ausgesendet werden. Entsprechend beinhaltet auch das Empfangssignal des Radarsensors eine Vielzahl von Sequenzen mit jeweils einer Vielzahl von Chirpsignalen, welche im Hinblick auf die oben genannten Messgrößen verarbeitet und ausgewertet werden. Das Empfangssignal wird dabei zunächst in das Basisband herabgemischt und anschließend mittels eines Analog-Digital-Konverters in ein digitales Empfangssignal mit einer Vielzahl von Abtastwerten umgewandelt. Die Abtastwerte des Empfangssignals werden dann mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (digitaler Signalprozessor) verarbeitet, welche in den Radarsensor integriert sein kann.Radar sensors are usually placed behind the bumper, for example in the respective corners of the bumper. To detect the target object, the radar sensor emits a transmission signal (electromagnetic waves), which is then reflected at the target object to be detected and received as a radar echo by the radar sensor. In the present case, the interest is given to the so-called frequency-modulated continuous wave radar sensor ("frequency-modulated continuous wave radar" or "FMCW radar"), in which the emitted signal comprises a plurality of bursts of frequency-modulated chirp signals, which are transmitted one after the other. Correspondingly, the received signal of the radar sensor also contains a multiplicity of sequences, each with a multiplicity of chirp signals, which are processed and evaluated with regard to the abovementioned measured quantities. The received signal is first mixed down into the baseband and then converted by means of an analog-to-digital converter into a digital received signal having a plurality of samples. The samples of the received signal are then processed by means of an electronic computing device (digital signal processor), which may be integrated into the radar sensor.

Bei dem Einbau von Radarsensoren in ein Kraftfahrzeug muss eine Reihe von Anforderungen berücksichtigt werden. Neben den elektromagnetischen Anforderungen, wie insbesondere freies Sichtfeld für die Sende- und/oder Empfangsantenne, sind die Beschränkungen aufgrund des gegebenen Designs von Karosserie und Stoßfängern enorm. Je nach Fahrzeugtyp kann es sehr schwierig sein, eine geeignete Einbauposition für einen Radarsensor zu finden, die einen ungestörten Betrieb des Sensors ermöglicht. Typische Radarsensoren sind aufgrund der integralen Ausgestaltung von Steuergerät und Antenneneinheit relativ groß, während der zur Verfügung stehende Bauraum hinter dem zugeordneten Stoßfänger relativ gering ist und bei zukünftigen Fahrzeugen auch geringer wird. Bei dem klassischen Einbauort eines Radarsensors hinter einem Stoßfänger wird der Sensor üblicherweise an der Karosserie befestigt. Mit diesem Einbauort müssen jedoch mehrere Nachteile in Kauf genommen werden: So können unterschiedliche Lacke und Lackierungsdicken die Eigenschaften des Radarsensors stark beeinträchtigen. Bei der Ausbreitung der elektromagnetischen Radarwellen durch die Lackschichten können relativ starke Dämpfungen oder Reflexionen auftreten, die das gewünschte Radarsignal stören. Ein weiterer großer Nachteil ist die empfindliche Lage des Radarsensors im Falle einer – auch noch so kleinen und unbedeutenden – Kollision. Kleine Deformationen oder Verschiebungen des Stoßfängers führen nämlich zu einer Zerstörung der ursprünglichen Kalibrierung des Radarsensors, was beispielsweise zu falschen Winkelberechnungen der Radarziele führen kann. Zusätzlich können auch designspezifische Kanten, Metallzierleisten und Ultraschallsensoren den vorhandenen Bauraum erheblich einschränken. Werden die Radarsensoren in einem Frequenzband von 76 GHz bis 81 GHz betrieben, wird sich dieses Problem gegenüber dem Frequenzbereich von etwa 24 GHz aufgrund der deutlich geringeren Wellenlänge nochmals verschärfen.When installing radar sensors in a motor vehicle, a number of requirements must be taken into account. In addition to the electromagnetic requirements, such as in particular free field of view for the transmitting and / or receiving antenna, the limitations are enormous due to the given design of body and bumpers. Depending on the type of vehicle, it may be very difficult to find a suitable mounting position for a radar sensor, which allows undisturbed operation of the sensor. Typical radar sensors are relatively large due to the integral design of the control unit and antenna unit, while the available space behind the associated bumper is relatively low and in future vehicles is also lower. In the classical installation of a radar sensor behind a bumper, the sensor is usually attached to the body. With this installation location, however, several disadvantages must be taken into account: Thus, different paints and coating thicknesses can greatly affect the properties of the radar sensor. As the electromagnetic radar waves propagate through the resist layers, relatively large attenuations or reflections may occur that interfere with the desired radar signal. Another major disadvantage is the sensitive position of the radar sensor in the event of a collision - no matter how small and insignificant. Namely, small deformations or displacements of the bumper lead to a destruction of the original calibration of the radar sensor, which may, for example, lead to incorrect angle calculations of the radar targets. In addition, design-specific edges, metal trim strips and ultrasonic sensors can considerably restrict the available installation space. If the radar sensors are operated in a frequency band of 76 GHz to 81 GHz, this problem will be further exacerbated compared to the frequency range of about 24 GHz due to the significantly shorter wavelength.

Eine gewisse Abhilfe schaffen hier Radarvorrichtungen, bei denen der Radarsensor in einem Gehäuse einer Fahrzeugleuchte angeordnet ist, nämlich beispielsweise einer Heckleuchte oder eines Fahrzeugscheinwerfers. Eine solche Lösung ist beispielsweise aus dem Dokument US 6 380 883 B1 bekannt. Hier sind Antennenstrukturen direkt an einem Reflektor der Fahrzeugleuchte angeordnet, während eine Steuerschaltung zur Ansteuerung des Radarsensors an der Rückseite des Reflektors und ebenfalls im Gehäuseinnenraum angeordnet ist. Eine ähnliche Lösung, bei welcher ebenfalls der vollständige Radarsensor in eine Fahrzeugleuchte integriert ist, ist beispielsweise aus dem Dokument US 2008/0180965 A1 bekannt.Radar devices in which the radar sensor is arranged in a housing of a vehicle light, namely for example a tail light or a vehicle headlight, provide a certain remedy here. Such a solution is for example from the document US Pat. No. 6,380,883 B1 known. Here, antenna structures are arranged directly on a reflector of the vehicle lamp, while a control circuit for controlling the radar sensor at the back of the reflector and also in the housing interior is arranged. A similar solution, in which also the complete radar sensor is integrated in a vehicle lamp, is for example from the document US 2008/0180965 A1 known.

Auch die Druckschrift US 2005/0068251 A1 beschreibt eine Radarvorrichtung, bei welcher ein Radarsensor in eine Fahrzeugleuchte integriert ist. Also the publication US 2005/0068251 A1 describes a radar device in which a radar sensor is integrated in a vehicle lamp.

An dem bekannten Stand der Technik ist als nachteilig der Umstand anzusehen, dass heutige Radarsensoren aufgrund der eingesetzten Steuergeräte insgesamt relativ groß sind und auch im Gehäuseinnenraum einer Fahrzeugleuchte immer weniger Bauraum zur Verfügung steht. Bei heutigen Fahrzeugen ist es prinzipiell nicht mehr möglich, einen gesamten Radarsensor in die Fahrzeugleuchte zu integrieren. Einerseits werden in heutigen Steuergeräten immer mehr Anwendungen implementiert, welche anhand der Radarsignale bereitgestellt werden. Andererseits werden in die Fahrzeugleuchten auch immer mehr Leuchtmittel integriert, welche den zur Verfügung stehenden Bauraum weiterhin einschränken.In the prior art is to be regarded as a disadvantage of the fact that today's radar sensors are relatively large due to the control units used and also less and less space is available in the housing interior of a vehicle lamp. In today's vehicles, it is in principle no longer possible to integrate an entire radar sensor in the vehicle lamp. On the one hand, more and more applications are implemented in today's control devices, which are provided by the radar signals. On the other hand, more and more bulbs are integrated into the vehicle lights, which continue to limit the available space.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Radarvorrichtung der eingangs genannten Gattung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Radarvorrichtung bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a comparison with the prior art improved radar device of the type mentioned and a motor vehicle with such a radar device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radarvorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a radar device and by a motor vehicle with the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims, the description and the figures.

Eine erfindungsgemäße Radarvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Fahrzeugleuchte zur Beleuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Heckleuchte oder einen Frontscheinwerfer. Die Radarvorrichtung umfasst außerdem einen Radarsensor, welcher zur Detektion von in der Umgebung befindlichen Zielobjekten ausgebildet ist. Die Fahrzeugleuchte umfasst ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum für zumindest ein Leuchtmittel. Der Radarsensor umfasst eine in dem Gehäuseinnenraum angeordnete Antenneneinheit, welche zum Aussenden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Radarwellen ausgebildet ist. Der Radarsensor umfasst außerdem ein Steuergerät, welches zum Ansteuern der Antenneneinheit ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Steuergerät außerhalb des Gehäuseinnenraums der Fahrzeugleuchte angeordnet ist und der Radarsensor eine Verbindungseinheit aufweist, über welche das Steuergerät durch eine Gehäusewand des Gehäuses hindurch mit der Antenneneinheit elektrisch gekoppelt ist.A radar device according to the invention for a motor vehicle comprises a vehicle lamp for illuminating an environment of the motor vehicle, for example a tail lamp or a headlight. The radar device also includes a radar sensor configured to detect surrounding targets. The vehicle lamp comprises a housing with a housing interior for at least one light source. The radar sensor comprises an antenna unit which is arranged in the housing interior and which is designed to emit and / or receive electromagnetic radar waves. The radar sensor also includes a control unit, which is designed to control the antenna unit. According to the invention, it is provided that the control unit is arranged outside the housing interior of the vehicle lamp and the radar sensor has a connection unit, via which the control unit is electrically coupled to the antenna unit through a housing wall of the housing.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Fahrzeugleuchte zwar eine hinsichtlich der Ausbreitung der elektromagnetischen Radarwellen optimale Einbauposition für einen Radarsensor darstellt, dass jedoch aufgrund der integralen Ausgestaltung des Steuergeräts und der Antenneneinheit im Stand der Technik der für die Integration eines Radarsensors benötigte Bauraum im Gehäuseinnenraum einer Fahrzeugleuchte nicht ausreichend ist. Die Erfindung geht daher den Weg, die Antenneneinheit räumlich von dem Steuergerät zu trennen und eine zusätzliche Verbindungseinheit einzusetzen, die sich durch eine Gehäusewand des Gehäuses der Fahrzeugleuchte hindurch erstreckt und die Antenneneinheit mit dem Steuergerät elektrisch bzw. kommunikationstechnisch verbindet. Da – insbesondere im Frequenzbereich um 79 GHz – die Antenneneinheit alleine besonders kompakt ausgebildet sein kann, kann sie ohne viel Aufwand und ohne bauraumspezifische Einschränkungen in dem Gehäuseinnenraum der Fahrzeugleuchte untergebracht werden, wodurch einerseits die Bauraumprobleme überwunden und andererseits auch alle Vorteile der Integration eines Radarsensors in eine Fahrzeugleuchte erzielt werden können.The invention is based on the finding that although a vehicle lamp represents an installation position for a radar sensor which is optimal with regard to the propagation of the electromagnetic radar waves, the installation space required for the integration of a radar sensor in the housing interior due to the integral configuration of the control unit and the antenna unit in the prior art a vehicle light is not sufficient. The invention therefore goes the way of spatially separating the antenna unit from the control unit and to use an additional connection unit which extends through a housing wall of the housing of the vehicle lamp and connects the antenna unit with the control unit electrically or communication technology. Since - especially in the frequency range around 79 GHz - the antenna unit alone can be made very compact, it can be accommodated without much effort and space-specific restrictions in the housing interior of the vehicle lamp, which on the one hand overcomes the space problems and on the other hand, all the benefits of integrating a radar sensor a vehicle lamp can be achieved.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Antenneneinheit ein dielektrisches Substrat aufweist, auf und/oder in welchem zumindest ein Antennenelement der Antenneneinheit angeordnet ist und welches eine hohe Dielektrizitätszahl (εr, auch unter dem Begriff „Permittivität” bekannt) beispielsweise größer als 7 aufweist. Durch die hohe Dielektrizitätszahl sind die Strukturen einer Radarantenne für kurze und mittlere Reichweiten entsprechend sehr klein, wodurch die Größe der Antenneneinheit im Vergleich zum Stand der Technik deutlich reduziert werden kann. Diese Ausführungsform ermöglicht also die Integration der Antenneneinheit in die Fahrzeugleuchte auch bei stark eingeschränkten Bauraumverhältnissen im Gehäuseinnenraum.In one embodiment, it is provided that the antenna unit has a dielectric substrate on and / or in which at least one antenna element of the antenna unit is arranged and which has a high dielectric constant (ε r , also known by the term "permittivity"), for example greater than 7 , Due to the high dielectric constant, the structures of a radar antenna for short and medium ranges are correspondingly very small, as a result of which the size of the antenna unit can be significantly reduced in comparison with the prior art. This embodiment thus makes it possible to integrate the antenna unit in the vehicle lamp even with very limited installation space conditions in the housing interior.

Diesbezüglich hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Substrat ein LTCC-Substrat (Low Temperature Cofired Ceramic) ist, Die Antenneneinheit kann in LTCC-Technologie aufgrund der relativ hohen Dielektrizitätszahl besonders kompakt ausgeführt und somit ohne viel Aufwand in alle möglichen Fahrzeugleuchten integriert werden. Dank der LTCC-Technologie ist die Antenneneinheit also relativ klein, was den Einbau in der Fahrzeugleuchte mit der vorteilhaften Orientierung zwischen 30° bis 60° relativ zur Fahrzeuglängsachse erleichtert. Durch die Verwendung eines LTCC-Substrats lassen sich in die Antenneneinheit auch weitere elektronische Komponenten integrieren, wie beispielsweise ein Sender und/oder ein Empfänger.In this regard, it has proven to be particularly advantageous if the substrate is a LTCC substrate (Low Temperature Cofired Ceramic), The antenna unit can be made particularly compact in LTCC technology due to the relatively high dielectric constant and thus integrated into all possible vehicle lights without much effort , Thanks to the LTCC technology, the antenna unit is therefore relatively small, which facilitates installation in the vehicle lamp with the advantageous orientation between 30 ° to 60 ° relative to the vehicle's longitudinal axis. By using an LTCC substrate, it is also possible to integrate into the antenna unit further electronic components, such as a transmitter and / or a receiver.

Die Antenneneinheit kann als ein Sende- und/oder Empfangsmodul ausgebildet sein, welches zusätzlich zu zumindest einem Antennenelement einen Sender zum Bereitstellen von auszusendenden elektromagnetischen Radarwellen und/oder einen Empfänger zum Aufbereiten von empfangenen elektromagnetischen Radarwellen aufweist. Zwischen dem Steuergerät einerseits und der Antenneneinheit andererseits brauchen somit über die Verbindungseinheit keine hochfrequenten elektromagnetischen Wellen übertragen zu werden, wodurch grundsätzlich keine Anforderungen an die Länge bzw. die Ausgestaltung der Verbindungseinheit hinsichtlich der Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen gestellt zu werden brauchen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der Multifunktionalität der Antenneneinheit, welche neben dem zumindest einen Antennenelement auch elektronische Bauelemente aufweist und somit insgesamt in Form eines Tx/Rx-Moduls (Transmit Receive Module) ausgeführt ist.The antenna unit may be formed as a transmitting and / or receiving module, which in addition to at least one antenna element, a transmitter for providing transmitted electromagnetic radar waves and / or a receiver for processing of received having electromagnetic radar waves. On the other hand, therefore, no high-frequency electromagnetic waves need to be transmitted via the connection unit between the control unit on the one hand and the antenna unit, which means that in principle no requirements need to be placed on the length or design of the connection unit with regard to the propagation of electromagnetic waves. Another advantage of this embodiment is the multi-functionality of the antenna unit, which also has electronic components in addition to the at least one antenna element and is thus designed overall in the form of a Tx / Rx module (Transmit Receive Module).

Ein derartiges Sende- und/oder Empfangsmodul kann zumindest eine der folgenden Komponenten aufweisen:

  • – einen Sendeoszillator zum Erzeugen der auszusendenden Radarwellen und/oder
  • – einen Sendeverstärker zum Verstärken der auszusendenden Radarwellen und/oder
  • – einen Rampengenerator zum Erzeugen einer elektrischen Steuerspannung für den Sendeoszillator und/oder
  • – einen rauscharmen Empfangsverstärker zum Verstärken der empfangenen Radarwellen und/oder
  • – einen Empfangsmischer zum Herabmischen der empfangenen Radarwellen in ein Basisbandsignal und/oder
  • – einen Basisbandverstärker zum Verstärken des Basisbandsignals und/oder
  • – einen Basisbandfilter zum Filtern des Basisbandsignals und/oder
  • – einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des Basisbandsignals in ein digitales Empfangssignal und/oder
  • – einen Mikroprozessor zum Vorverarbeiten des digitalen Empfangssignals und zum Übermitteln des digitalen Empfangssignals an das Steuergerät und/oder
  • – Filter- und/oder Schutzschaltungen für Versorgungsspannungen und/oder
  • – einen Steckverbinder und/oder
  • – ein Radom und/oder Gehäuse mit einer Halterung.
Such a transmitting and / or receiving module can have at least one of the following components:
  • A transmitting oscillator for generating the radar waves to be transmitted and / or
  • A transmission amplifier for amplifying the radar waves to be transmitted and / or
  • A ramp generator for generating an electrical control voltage for the transmitter oscillator and / or
  • A low-noise reception amplifier for amplifying the received radar waves and / or
  • A receive mixer for down-mixing the received radar waves into a baseband signal and / or
  • A baseband amplifier for amplifying the baseband signal and / or
  • A baseband filter for filtering the baseband signal and / or
  • An analog-to-digital converter for converting the baseband signal into a digital received signal and / or
  • A microprocessor for preprocessing the digital received signal and for transmitting the digital received signal to the control unit and / or
  • - Filtering and / or protection circuits for supply voltages and / or
  • - a connector and / or
  • - A radome and / or housing with a holder.

Wird ein solches Sende- und/oder Empfangsmodul in LTCC-Technologie bereitgestellt, so kann das Modul auch besonders kompakt und einstückig ausgeführt werden.If such a transmitting and / or receiving module is provided in LTCC technology, the module can also be made particularly compact and in one piece.

Das Steuergerät empfängt also vorzugsweise das digitale Empfangssignal und kann durch Auswertung dieses Empfangssignals verschiedenste Funktionalitäten im Kraftfahrzeug bereitstellen, durch welche der Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt wird. Diese Funktionalitäten können beispielsweise die Überwachung des Totwinkels und/oder die Spurwechselassistenz und/oder Querverkehrassistenz beinhalten. Zur Ansteuerung der Antenneneinheit kann das Steuergerät entsprechende Steuersignale an den genannten Mikroprozessor abgeben, wobei diese Steuersignale über die Verbindungseinheit übermittelt werden.The control unit thus preferably receives the digital received signal and, by evaluating this received signal, can provide a wide variety of functionalities in the motor vehicle, by means of which the driver is assisted in guiding the motor vehicle. These functionalities may include, for example, the monitoring of the blind spot and / or the lane change assistance and / or cross-traffic assistance. For controlling the antenna unit, the control unit can deliver corresponding control signals to said microprocessor, these control signals being transmitted via the connection unit.

Der Radarsensor kann eine mittlere Betriebsfrequenz aufweisen, welche in einem Wertebereich von 24 GHz bis 24,5 GHz (für Automotive nutzbare ISM-Band) oder in einem Wertebereich von 76 GHz bis 81 GHz (Automotive Radar Band) liegt und zukünftig auch in einem Wertebereich von 120 GHz bis 140 GHz zu erwarten ist.The radar sensor can have a mean operating frequency which lies in a value range from 24 GHz to 24.5 GHz (automotive usable ISM band) or in a value range from 76 GHz to 81 GHz (automotive radar band) and in the future also in a range of values 120 GHz to 140 GHz is expected.

Vorzugsweise weist die Antenneneinheit eine Frontfläche auf, welche bevorzugt auch eine Fläche zumindest eines Antennenelements darstellt oder parallel dazu liegt und über welche die Antenneneinheit im Betrieb die elektromagnetischen Radarwellen aussendet und/oder empfängt. Die Antenneneinheit ist in dem Gehäuseinnenraum der Fahrzeugleuchte vorzugsweise mit einem Einbauwinkel zwischen der Frontfläche und der Fahrzeuglängsachse von 30° bis 60° angeordnet. Die Frontfläche der Antenneneinheit schließt also mit der Fahrzeuglängsachse einen Winkel ein, der in einem Wertebereich von 30° bis 60° liegt. Dies stellt eine besonders bevorzugte Einbauposition bzw. Ausrichtung der Antenneneinheit dar und sorgt dafür, dass der Radarsensor insbesondere auch zur Totwinkelüberwachung und/oder zur Spurwechselassistenz und/oder zur Querverkehrassistenz verwendet werden kann.The antenna unit preferably has a front surface which preferably also represents or is parallel to an area of at least one antenna element and via which the antenna unit emits and / or receives the electromagnetic radar waves during operation. The antenna unit is preferably arranged in the housing interior of the vehicle lamp with an installation angle between the front surface and the vehicle longitudinal axis of 30 ° to 60 °. The front surface of the antenna unit thus encloses an angle with the vehicle longitudinal axis, which lies in a value range of 30 ° to 60 °. This represents a particularly preferred installation position or orientation of the antenna unit and ensures that the radar sensor can also be used in particular for blind spot monitoring and / or for lane change assistance and / or for cross traffic assistance.

Vorzugsweise ist das Steuergerät an einer von dem Gehäuseinnenraum abgewandten Rückseite der Gehäusewand angeordnet, durch welche sich die Verbindungseinheit hindurch erstreckt. Die Länge der Verbindungseinheit kann somit auf ein Minimum reduziert und der zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt werden.The control unit is preferably arranged on a rear side of the housing wall facing away from the housing interior, through which the connection unit extends. The length of the connection unit can thus be reduced to a minimum and the available space can be optimally used.

Die Verbindungseinheit ist im Querschnitt vorzugsweise maximal so groß wie die Fläche der Antenneneinheit. Dies bedeutet, dass die Verbindungseinheit im Querschnitt kleiner oder gleich der Antenneneinheit ist.The connection unit is preferably at most as large as the area of the antenna unit in cross section. This means that the connection unit in cross section is smaller than or equal to the antenna unit.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das Steuergerät integral mit einem Lichtsteuergerät der Fahrzeugleuchte ausgebildet ist, welches zum Ansteuern des zumindest einen Leuchtmittels ausgebildet ist. Es kann somit ein und dasselbe Steuergerät sowohl zur Ansteuerung der Fahrzeugleuchte als auch zur Ansteuerung des Radarsensors bzw. der Antenneneinheit verwendet werden, wodurch sich der Einsatz eines weiteren Steuergeräts mit den damit verbundenen Nachteilen hinsichtlich der Kosten und des wertvollen Bauraums erübrigt.It can also be provided that the control unit is formed integrally with a light control device of the vehicle lamp, which is designed to drive the at least one light source. Thus, one and the same control unit can be used both to control the vehicle light and to control the radar sensor or the antenna unit, which eliminates the need for a further control device with the associated disadvantages in terms of cost and valuable space.

Vorzugsweise ist die Antenneneinheit im Gehäuseinnenraum nicht an einem Reflektor, sondern außerhalb eines Reflektors für das Leuchtmittel angeordnet. Die Antenneneinheit ist somit außerhalb eines Lichtstrahlengangs angeordnet und beeinflusst somit nicht das von dem zumindest einen Leuchtmittel ausgehende Licht. Beispielsweise kann die Antenneneinheit zwischen einem Leuchtmittel für Abblendlicht einerseits und einem Blinker andererseits im Gehäuseinnenraum angeordnet sein. Somit kann eine optimale Ausrichtung der Antenneneinheit bezüglich der Fahrzeuglängsachse ermöglicht werden. Preferably, the antenna unit in the housing interior is not arranged on a reflector, but outside of a reflector for the light source. The antenna unit is thus arranged outside a light beam path and thus does not influence the light emitted by the at least one light source. For example, the antenna unit can be arranged between a dimming light bulb on the one hand and a turn signal on the other hand in the housing interior. Thus, an optimal alignment of the antenna unit with respect to the vehicle longitudinal axis can be made possible.

Die Antenneneinheit ist vorzugsweise alleine durch die Verbindungseinheit und/oder durch die Gehäusewand des Gehäuses der Fahrzeugleuchte gehalten.The antenna unit is preferably held solely by the connection unit and / or by the housing wall of the housing of the vehicle lamp.

Bevorzugt weist die Gehäusewand eine Durchgangsöffnung auf, durch welche hindurch die Antenneneinheit in den Gehäuseinnenraum eingebracht ist und durch welche sich die Verbindungseinheit hindurch erstreckt. Die Montage des Radarsensors kann somit ohne viel Aufwand vorgenommen werden, indem beispielsweise eine Einheit aus Antenneneinheit und Verbindungseinheit in die genannte Durchgangsöffnung eingesteckt und an der Gehäusewand befestigt wird.Preferably, the housing wall has a passage opening, through which the antenna unit is introduced into the housing interior and through which the connection unit extends. The installation of the radar sensor can thus be made without much effort, for example, by inserting a unit of antenna unit and connection unit in said passage opening and fixed to the housing wall.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindungseinheit ein Kunststoffgehäuse aufweist, in welchem elektrische Leitungen der Verbindungseinheit angeordnet, insbesondere eingegossen, sind. Dadurch ist die Verbindungseinheit besonders robust ausgebildet, so dass auch ein Trennen der elektrischen Leitungen im Betrieb des Kraftfahrzeugs verhindert werden kann.It can also be provided that the connection unit has a plastic housing in which electrical lines of the connection unit are arranged, in particular cast in, are. As a result, the connection unit is designed to be particularly robust so that disconnection of the electrical lines during operation of the motor vehicle can be prevented.

In dem Kunststoffgehäuse der Verbindungseinheit kann beispielsweise eine Leiterplatte angeordnet sein, welche die elektrischen Leitungen in Form von Leiterbahnen trägt und über welche somit die Antenneneinheit mit dem Steuergerät elektrisch gekoppelt ist.In the plastic housing of the connection unit, for example, a circuit board may be arranged, which carries the electrical lines in the form of conductor tracks and via which thus the antenna unit is electrically coupled to the control unit.

Das Kunststoffgehäuse der Verbindungseinheit kann optional auch einstückig bzw. integral mit einem Gehäuse des Steuergeräts ausgebildet sein, beispielsweise als ein integrales Gussteil. Mit einem einzigen Montageschritt kann somit der gesamte Radarsensor an der Gehäusewand der Fahrzeugleuchte befestigt werden.The plastic housing of the connection unit may optionally also be formed integrally or integrally with a housing of the control device, for example as an integral casting. Thus, the entire radar sensor can be attached to the housing wall of the vehicle lamp with a single assembly step.

Das Gehäuse des Steuergeräts und/oder das Kunststoffgehäuse der Verbindungseinheit können auch einstückig bzw. integral mit der Gehäusewand der Fahrzeugleuchte ausgebildet sein. Dies reduziert weiterhin die Anzahl der benötigten Bauteile und verbessert die Robustheit der gesamten Radarvorrichtung.The housing of the control unit and / or the plastic housing of the connection unit can also be formed integrally or integrally with the housing wall of the vehicle lamp. This further reduces the number of components needed and improves the robustness of the overall radar device.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, umfasst eine erfindungsgemäße Radarvorrichtung.A motor vehicle according to the invention, in particular a passenger car, comprises a radar device according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to individual preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of a motor vehicle according to an embodiment of the invention;

2 in schematischer Darstellung einen Radarsensor einer Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic representation of a radar sensor of a radar device according to an embodiment of the invention;

3 in schematischer Darstellung die Radarvorrichtung mit dem Radarsensor gemäß 2 und einer als Scheinwerfer ausgebildeten Fahrzeugleuchte; 3 in a schematic representation of the radar device with the radar sensor according to 2 and a vehicle lamp designed as a headlight;

4 in schematischer Darstellung einen Radarsensor einer Radarvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; 4 a schematic representation of a radar sensor of a radar device according to another embodiment of the invention;

5 die Radarvorrichtung mit dem Radarsensor gemäß 4 und einer Fahrzeugleuchte; und 5 the radar device with the radar sensor according to 4 and a vehicle lamp; and

6 und 7 in schematischer Darstellung Schnittansichten durch verschiedene Radarvorrichtungen. 6 and 7 in a schematic representation of sectional views through various radar devices.

Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. In jeder Fahrzeugecke ist eine Radarvorrichtung 2a bis 2d jeweils mit einer Fahrzeugleuchte 3a bis 3d und einem zugeordneten Radarsensor 4a bis 4d angeordnet. In einen linken Frontscheinwerfer 3a ist ein Radarsensor 4a integriert, in einen rechten Frontscheinwerfer 3b ein weiterer Radarsensor 4b, in eine linke Heckleuchte 3c ein weiterer Radarsensor 4c, und in eine rechte Heckleuchte 3d ein noch weiterer Radarsensor 4d. Die Radarsensoren 4a bis 4d können gleiche bzw. identische Sensoren sein.An in 1 illustrated motor vehicle 1 is for example a passenger car. In each corner is a radar device 2a to 2d each with a vehicle light 3a to 3d and an associated radar sensor 4a to 4d arranged. In a left front headlight 3a is a radar sensor 4a integrated, in a right front headlight 3b another radar sensor 4b , in a left tail light 3c another radar sensor 4c , and in a right tail light 3d another radar sensor 4d , The radar sensors 4a to 4d may be the same or identical sensors.

Alle Radarsensoren 4 sind so angeordnet, dass ein Einbauwinkel α zwischen einer Frontfläche des jeweiligen Radarsensors 4 und einer Fahrzeuglängsachse 5 in einem Wertebereich von 30° bis 60° liegt. Entsprechend schließt die jeweilige Sensorachse 6 mit der Fahrzeuglängsachse 5 einen Winkel ein, der ebenfalls in einem Wertebereich von 30° bis 60° liegt. Die Radarsensoren 4 haben einen relativ breiten azimutalen Öffnungswinkel, der beispielsweise größer als 150° sein kann. Jeweilige azimuthale Erfassungsbereiche 7a, 7b der vorderen Radarsensoren 4a, 4b sind spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich der Fahrzeuglängsachse 5. Auch die jeweiligen azituthalen Erfassungsbereiche 7c, 7d der hinteren Radarsensoren 4c, 4d sind ebenfalls spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich der Fahrzeuglängsachse 5. Eine die Radarsensoren 4a bis 4d umfassende Fahrerassistenzeinrichtung kann beispielsweise ein Totwinkelüberwachungssystem und/oder ein Spurhalteassistenzsystem und/oder ein Querverkehrassistenzsystem sein. All radar sensors 4 are arranged so that an installation angle α between a front surface of the respective radar sensor 4 and a vehicle longitudinal axis 5 in a range of 30 ° to 60 °. Accordingly, the respective sensor axis closes 6 with the vehicle's longitudinal axis 5 an angle, which is also in a range of 30 ° to 60 °. The radar sensors 4 have a relatively wide azimuthal opening angle, which may be greater than 150 °, for example. Respective azimuthal detection areas 7a . 7b the front radar sensors 4a . 4b are mirror-symmetrical to each other with respect to the vehicle longitudinal axis 5 , Also the respective azituthal detection ranges 7c . 7d the rear radar sensors 4c . 4d are also mirror-symmetrical to each other with respect to the vehicle longitudinal axis 5 , One the radar sensors 4a to 4d comprehensive driver assistance device can be, for example, a blind spot monitoring system and / or a lane keeping assistance system and / or a cross traffic assistance system.

Die Radarsensoren 4a bis 4d können beispielsweise in einem Frequenzbereich von 77 GHz bis 81 GHz oder im Frequenzbereich von 120 GHz bis 140 GHz oder aber im Frequenzbereich um 24 GHz betrieben werden. Die Radarsensoren 4a bis 4d können sogenannte Frequenzmodulation-Dauerstrich-Radarsensoren sein.The radar sensors 4a to 4d For example, they can be operated in a frequency range from 77 GHz to 81 GHz or in the frequency range from 120 GHz to 140 GHz or in the frequency range around 24 GHz. The radar sensors 4a to 4d may be so-called frequency modulation continuous wave radar sensors.

Ein Radarsensor 4 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 2 näher dargestellt. Der Radarsensor 4 umfasst eine Antenneneinheit 8 sowie ein elektronisches Steuergerät 9 zur Ansteuerung der Antenneneinheit 8. Wie aus 2 hervorgeht, ist die Antenneneinheit 8 separat von dem Steuergerät 9 ausgebildet und über eine Verbindungseinheit 10 mit dem Steuergerät 9 elektrisch verbunden.A radar sensor 4 according to one embodiment of the invention is in 2 shown in more detail. The radar sensor 4 includes an antenna unit 8th as well as an electronic control unit 9 for controlling the antenna unit 8th , How out 2 indicates, is the antenna unit 8th separately from the controller 9 formed and via a connection unit 10 with the control unit 9 electrically connected.

Die Antenneneinheit 8 ist in Form eines Sende- und/oder Empfangsmoduls in LTCC-Technologie ausgebildet und umfasst zusätzlich zu in 2 schematisch angedeuteten Antennenelementen 11 folgende Komponenten:

  • – einen Sendeoszillator zum Erzeugen der auszusendenden Radarwellen und/oder
  • – einen Sendeverstärker zum Verstärken der auszusendenden Radarwellen und/oder
  • – einen Rampengenerator zum Erzeugen einer elektrischen Steuerspannung für den Sendeoszillator und/oder
  • – einen rauscharmen Empfangsverstärker zum Verstärken der empfangenen Radarwellen und/oder
  • – einen Empfangsmischer zum Herabmischen der empfangenen Radarwellen in ein Basisbandsignal und/oder
  • – einen Basisbandverstärker zum Verstärken des Basisbandsignals und/oder
  • – einen Basisbandfilter zum Filtern des Basisbandsignals und/oder
  • – einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des Basisbandsignals in ein digitales Empfangssignal und/oder
  • – einen Mikroprozessor zum Vorverarbeiten des digitalen Empfangssignals und zum Übermitteln des digitalen Empfangssignals an das Steuergerät 9.
The antenna unit 8th is in the form of a transmitting and / or receiving module in LTCC technology and includes in addition to in 2 schematically indicated antenna elements 11 the following components:
  • A transmitting oscillator for generating the radar waves to be transmitted and / or
  • A transmission amplifier for amplifying the radar waves to be transmitted and / or
  • A ramp generator for generating an electrical control voltage for the transmitter oscillator and / or
  • A low-noise reception amplifier for amplifying the received radar waves and / or
  • A receive mixer for down-mixing the received radar waves into a baseband signal and / or
  • A baseband amplifier for amplifying the baseband signal and / or
  • A baseband filter for filtering the baseband signal and / or
  • An analog-to-digital converter for converting the baseband signal into a digital received signal and / or
  • - A microprocessor for pre-processing of the digital received signal and for transmitting the digital received signal to the control unit 9 ,

Die Verbindungseinheit 10 kann also zur Übertragung des digitalen Empfangssignals von der Antenneneinheit 8 an das Steuergerät 9 und andererseits auch zur Übertragung von Steuersignalen von dem Steuergerät 9 an die Antenneneinheit 8 dienen. Die Verbindungseinheit 10 ist dabei formstabil und eigensteif ausgeführt, so dass die Antenneneinheit 8 alleine durch die Verbindungseinheit 10 positionsstabil gehalten werden kann. Die Verbindungseinheit 10 kann ein Kunststoffgehäuse 12 aufweisen, in welches entsprechende elektrische Leitungen eingegossen sind. Alternativ kann die Verbindungseinheit 10 auch in Form eines elastischen bzw. flexiblen Kabels ausgeführt sein.The connection unit 10 can therefore for transmitting the digital received signal from the antenna unit 8th to the control unit 9 and on the other hand also for the transmission of control signals from the control unit 9 to the antenna unit 8th serve. The connection unit 10 is dimensionally stable and rigidly designed so that the antenna unit 8th alone through the connection unit 10 position stable can be kept. The connection unit 10 can be a plastic case 12 have, in which corresponding electrical lines are cast. Alternatively, the connection unit 10 be executed in the form of an elastic or flexible cable.

Eine beispielhafte Radarvorrichtung 2 mit dem Radarsensor 4 gemäß 2 ist in 3 gezeigt. Zur Radarvorrichtung 2 gehört auch ein Frontscheinwerfer 3 mit einem schematisch angedeuteten Gehäuse 13. Die Antenneneinheit 8 ist dabei in einem Gehäuseinnenraum 14 zwischen einem Leuchtmittel 15 für Abblendlicht und einem Blinker 16 angeordnet. Im Gehäuseinnenraum 14 befindet sich außerdem ein Leuchtmittel 17 für Fernlicht. Während die Antenneneinheit 8 und ein Abschnitt der Verbindungseinheit 10 im Gehäuseinnenraum 14 angeordnet sind, ist das Steuergerät 9 hinter dem Frontscheinwerfer 3 angeordnet und somit außerhalb des Gehäuseinnenraums 14.An exemplary radar device 2 with the radar sensor 4 according to 2 is in 3 shown. To the radar device 2 also includes a front headlight 3 with a schematically indicated housing 13 , The antenna unit 8th is in a housing interior 14 between a light source 15 for dipped beam and a turn signal 16 arranged. In the housing interior 14 there is also a light source 17 for high beam. While the antenna unit 8th and a section of the connection unit 10 in the housing interior 14 are arranged, is the control unit 9 behind the headlight 3 arranged and thus outside of the housing interior 14 ,

4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Radarsensors 4, bei welcher die Verbindungseinheit 10 bzw. das Kunststoffgehäuse 12 mit einem größeren und rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist, dessen Größe im Wesentlichen der Größe der Antenneneinheit 8 entspricht. In 4 sind zusätzlich auch Befestigungselemente 18 zur Befestigung des Radarsensors 4 am Gehäuse 13 einer Fahrzeugleuchte 3 dargestellt. 4 shows an alternative embodiment of the radar sensor 4 in which the connection unit 10 or the plastic housing 12 is formed with a larger and rectangular cross-section whose size is substantially the size of the antenna unit 8th equivalent. In 4 are also fasteners 18 for mounting the radar sensor 4 on the housing 13 a vehicle light 3 shown.

Bei sämtlichen Ausführungsformen kann das Kunststoffgehäuse 12 der Verbindungseinheit 10 einstückig bzw. integral mit einem Gehäuse 19 des Steuergeräts 9 ausgebildet sein. Es kann sich hier um ein gemeinsames Gussteil handeln.In all embodiments, the plastic housing 12 the connection unit 10 integral with a housing 19 of the control unit 9 be educated. It can be a shared casting here.

Eine Radarvorrichtung 2 einschließlich eines Frontscheinwerfers 3 und des Radarsensors 4 gemäß 4 ist in 5 näher dargestellt. Auch hier ist die Antenneneinheit 8 zwischen dem Leuchtmittel 15 für Abblendlicht und dem Blinker 16 angeordnet. Während sich die Antenneneinheit 8 sowie zumindest ein Abschnitt der Verbindungseinheit 10 im Gehäuseinnenraum 14 des Gehäuses 13 befinden, ist das Steuergerät 9 bzw. sein Gehäuse 19 hinter dem Frontscheinwerfer 3 angeordnet.A radar device 2 including a headlight 3 and the radar sensor 4 according to 4 is in 5 shown in more detail. Again, the antenna unit 8th between the Lamp 15 for dipped beam and the turn signal 16 arranged. While the antenna unit 8th and at least a portion of the connection unit 10 in the housing interior 14 of the housing 13 are the control unit 9 or his housing 19 behind the headlight 3 arranged.

Eine Radarvorrichtung 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 6 gezeigt. Dargestellt ist dabei eine Schnittansicht entlang der Fahrzeughochachse. Wie aus 6 hervorgeht, umfasst das Gehäuse 13 der Fahrzeugleuchte 3 (hier Frontscheinwerfer) ein transparentes Glaselement 20 sowie eine nicht-transparente und dem Innenraum des Fahrzeugs 1 zugewandte Rückwand 21, welche eine Gehäusewand des Gehäuses 13 darstellt. In der Rückwand 21 ist eine Durchgangsöffnung 22 ausgebildet, durch welche sich die Verbindungseinheit 10 des Radarsensors 4 hindurch erstreckt. Im Ausführungsbeispiel gemäß 6 wird beispielsweise der Radarsensor 4 aus 4 eingesetzt. Bei der Montage des Radarsensors 4 wird die Antenneneinheit 8 durch die Durchgangsöffnung 22 in den Gehäuseinnenraum 14 eingebracht, bis das Steuergerät 9 in Anlage mit einer Rückseite 23 der Rückwand 21 gelangt. Der Radarsensor 4 wird über die Befestigungselemente 18 (vergleiche 4) an der Rückwand 21 befestigt. Dabei erstreckt sich die Verbindungseinheit 10 durch die Durchgangsöffnung 22 hindurch und verbindet die im Gehäuseinnenraum 14 angeordnete Antenneneinheit 8 einerseits mit dem außerhalb des Gehäuseinnenraums 14 angeordneten Steuergerät 9 andererseits.A radar device 2 according to one embodiment of the invention is in 6 shown. Shown is a sectional view along the vehicle vertical axis. How out 6 shows, includes the housing 13 the vehicle light 3 (here headlights) a transparent glass element 20 as well as a non-transparent and the interior of the vehicle 1 facing rear wall 21 , which is a housing wall of the housing 13 represents. In the back wall 21 is a passage opening 22 formed, through which the connection unit 10 of the radar sensor 4 extends through. In the embodiment according to 6 For example, the radar sensor 4 out 4 used. When installing the radar sensor 4 becomes the antenna unit 8th through the passage opening 22 in the housing interior 14 introduced until the control unit 9 in plant with a back 23 the back wall 21 arrives. The radar sensor 4 is about the fasteners 18 (see 4 ) on the back wall 21 attached. In this case, the connection unit extends 10 through the passage opening 22 through and connects the inside of the housing 14 arranged antenna unit 8th on the one hand with the outside of the housing interior 14 arranged control unit 9 on the other hand.

Optional kann das Gehäuse 19 des Steuergeräts 9 und/oder das Kunststoffgehäuse 12 der Verbindungseinheit 10 auch einstückig bzw. integral mit der Rückwand 21 ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines gemeinsamen Gussteils.Optionally, the housing 19 of the control unit 9 and / or the plastic housing 12 the connection unit 10 also in one piece or integral with the rear wall 21 be formed, for example in the form of a common casting.

Eine weitere Ausführungsform der Radarvorrichtung 2 ist in 7 ebenfalls in einer Schnittdarstellung gezeigt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist das Steuergerät 9 hier in einem Abstand zur Durchgangsöffnung 22 an der Rückseite 23 der Rückwand 21 befestigt und über eine als flexibles Kabel ausgebildete Verbindungseinheit 10 mit der Antenneneinheit 8 elektrisch gekoppelt. Die Antenneneinheit 8 ist hier innerhalb der Durchgangsöffnung 22 befestigt und an einem Ende der Durchgangsöffnung 22 durch die Rückwand 21 gehalten. Auch hier wird die Antenneneinheit 8 bei der Montage durch die Durchgangsöffnung 22 hindurch in den Gehäuseinnenraum 14 eingebracht.Another embodiment of the radar device 2 is in 7 also shown in a sectional view. In contrast to the embodiment according to 6 is the control unit 9 here at a distance to the passage opening 22 at the back 23 the back wall 21 attached and via a flexible cable designed as a connection unit 10 with the antenna unit 8th electrically coupled. The antenna unit 8th is here inside the through hole 22 attached and at one end of the passage opening 22 through the back wall 21 held. Again, the antenna unit 8th during assembly through the passage opening 22 through into the housing interior 14 brought in.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 6380883 B1 [0005] US 6380883 B1 [0005]
  • US 2008/0180965 A1 [0005] US 2008/0180965 A1 [0005]
  • US 2005/0068251 A1 [0006] US 2005/0068251 A1 [0006]

Claims (15)

Radarvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer Fahrzeugleuchte (3) zur Beleuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs (1), und mit einem Radarsensor (4) zur Detektion von in der Umgebung befindlichen Zielobjekten, wobei die Fahrzeugleuchte (3) ein Gehäuse (13) mit einem Gehäuseinnenraum (14) für zumindest ein Leuchtmittel (15, 16, 17) aufweist, und wobei der Radarsensor (4) eine in dem Gehäuseinnenraum (14) angeordnete Antenneneinheit (8) zum Aussenden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Radarwellen und ein Steuergerät (9) zum Ansteuern der Antenneneinheit (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) außerhalb des Gehäuseinnenraums (14) der Fahrzeugleuchte (3) angeordnet ist und der Radarsensor (4) eine Verbindungseinheit (10) aufweist, über welche das Steuergerät (9) durch eine Gehäusewand (21) des Gehäuses (13) hindurch mit der Antenneneinheit (8) elektrisch gekoppelt ist.Radar device ( 2 ) for a motor vehicle ( 1 ), with a vehicle lamp ( 3 ) for illuminating an environment of the motor vehicle ( 1 ), and with a radar sensor ( 4 ) for detecting surrounding targets, wherein the vehicle lamp ( 3 ) a housing ( 13 ) with a housing interior ( 14 ) for at least one light source ( 15 . 16 . 17 ), and wherein the radar sensor ( 4 ) one in the housing interior ( 14 ) arranged antenna unit ( 8th ) for emitting and / or receiving electromagnetic radar waves and a control device ( 9 ) for driving the antenna unit ( 8th ), characterized in that the control unit ( 9 ) outside the housing interior ( 14 ) of the vehicle lamp ( 3 ) and the radar sensor ( 4 ) a connection unit ( 10 ), via which the control unit ( 9 ) by a housing wall ( 21 ) of the housing ( 13 ) through the antenna unit ( 8th ) is electrically coupled. Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (8) ein Substrat aufweist, auf und/oder in welchem zumindest ein Antennenelement (11) der Antenneneinheit (8) angeordnet ist und welches eine Dielektrizitätszahl größer als 7 aufweist.Radar device ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the antenna unit ( 8th ) has a substrate on and / or in which at least one antenna element ( 11 ) of the antenna unit ( 8th ) and which has a dielectric constant greater than 7. Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein LTCC-Substrat ist.Radar device ( 2 ) according to claim 2, characterized in that the substrate is an LTCC substrate. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (8) als ein Sende- und/oder Empfangsmodul ausgebildet ist, welches zusätzlich zu zumindest einem Antennenelement (11) einen Sender zum Bereitstellen von auszusendenden elektromagnetischen Radarwellen und/oder einen Empfänger zum Aufbereiten von empfangenen elektromagnetischen Radarwellen aufweist.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna unit ( 8th ) is formed as a transmitting and / or receiving module, which in addition to at least one antenna element ( 11 ) comprises a transmitter for providing electromagnetic radar waves to be transmitted and / or a receiver for processing received electromagnetic radar waves. Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sende- und/oder Empfangsmodul zumindest eine der folgenden Komponenten aufweist: – einen Sendeoszillator zum Erzeugen der auszusendenden Radarwellen und/oder – einen Sendeverstärker zum Verstärken der auszusendenden Radarwellen und/oder – einen Rampengenerator zum Erzeugen einer elektrischen Steuerspannung für den Sendeoszillator und/oder – einen rauscharmen Empfangsverstärker zum Verstärken der empfangenen Radarwellen und/oder – einen Empfangsmischer zum Herabmischen der empfangenen Radarwellen in ein Basisbandsignal und/oder – einen Basisbandverstärker zum Verstärken des Basisbandsignals und/oder – einen Basisbandfilter zum Filtern des Basisbandsignals und/oder – einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des Basisbandsignals in ein digitales Empfangssignal und/oder – einen Mikroprozessor zum Vorverarbeiten des digitalen Empfangssignals und zum Übermitteln des digitalen Empfangssignals an das Steuergerät (9).Radar device ( 2 ) according to claim 4, characterized in that the transmitting and / or receiving module comprises at least one of the following components: - a transmitting oscillator for generating the radar waves to be transmitted and / or - a transmission amplifier for amplifying the radar waves to be transmitted and / or - a ramp generator for generating an electrical control voltage for the transmitting oscillator and / or a low-noise receiving amplifier for amplifying the received radar waves and / or a receiving mixer for mixing down the received radar waves into a baseband signal and / or a baseband amplifier for amplifying the baseband signal and / or a baseband filter for filtering the baseband signal and / or - an analog-to-digital converter for converting the baseband signal into a digital received signal and / or - a microprocessor for preprocessing the digital received signal and for transmitting the digital received signal to the control device ( 9 ). Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (4) eine mittlere Betriebsfrequenz aufweist, welche in einem Wertebereich von 23 GHz bis 25 GHz oder in einem Wertebereich von 77 GHz bis 82 GHz oder in einem Wertebereich von 120 GHz bis 140 GHz liegt.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the radar sensor ( 4 ) has a mean operating frequency which is in a value range of 23 GHz to 25 GHz or in a value range of 77 GHz to 82 GHz or in a value range of 120 GHz to 140 GHz. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (8) eine Frontfläche aufweist, über welche die Antenneneinheit (8) im Betrieb die elektromagnetischen Radarwellen aussendet und/oder empfängt, wobei die Antenneneinheit (8) in dem Gehäuseinnenraum (14) der Fahrzeugleuchte (3) mit einem Einbauwinkel (α) zwischen der Frontfläche und der Fahrzeuglängsachse (5) von 30° bis 60° angeordnet ist.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna unit ( 8th ) has a front surface over which the antenna unit ( 8th ) emits and / or receives the electromagnetic radar waves during operation, the antenna unit ( 8th ) in the housing interior ( 14 ) of the vehicle lamp ( 3 ) with an installation angle (α) between the front surface and the vehicle longitudinal axis ( 5 ) is arranged from 30 ° to 60 °. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) an einer von dem Gehäuseinnenraum (14) abgewandten Rückseite (23) der Gehäusewand (21) angeordnet ist.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 9 ) at one of the housing interior ( 14 ) facing away from the back ( 23 ) the housing wall ( 21 ) is arranged. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) integral mit einem Lichtsteuergerät der Fahrzeugleuchte (3) ausgebildet ist, welches zum Ansteuern des zumindest einen Leuchtmittels (15, 16, 17) ausgebildet ist.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 9 ) integral with a light control device of the vehicle lamp ( 3 ) is formed, which for driving the at least one light source ( 15 . 16 . 17 ) is trained. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (8) in dem Gehäuseinnenraum (14) außerhalb eines Reflektors für das Leuchtmittel (15, 16, 17) und/oder zwischen einem Leuchtmittel (15) für Abblendlicht und einem Blinker (16) angeordnet ist.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna unit ( 8th ) in the housing interior ( 14 ) outside a reflector for the bulb ( 15 . 16 . 17 ) and / or between a light source ( 15 ) for dipped beam and a turn signal ( 16 ) is arranged. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (21) eine Durchgangsöffnung (22) aufweist, durch welche hindurch die Antenneneinheit (8) in den Gehäuseinnenraum (14) eingebracht ist.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing wall ( 21 ) a passage opening ( 22 ), through which the antenna unit ( 8th ) in the housing interior ( 14 ) is introduced. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinheit (10) ein Kunststoffgehäuse (12) aufweist, in welchem elektrische Leitungen der Verbindungseinheit (10) angeordnet, insbesondere eingegossen, sind.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the connection unit ( 10 ) a plastic housing ( 12 ), in which electrical lines of the connection unit ( 10 ) are arranged, in particular cast, are. Radarvorrichtung (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffgehäuse (12) einstückig mit einem Gehäuse (19) des Steuergeräts (9) ausgebildet ist.Radar device ( 2 ) according to claim 12, characterized in that the plastic housing ( 12 ) in one piece with a housing ( 19 ) of the control unit ( 9 ) is trained. Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (19) des Steuergeräts (9) und/oder ein Kunststoffgehäuse (12) der Verbindungseinheit (10) einstückig mit der Gehäusewand (21) der Fahrzeugleuchte (3) ausgebildet sind.Radar device ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a housing ( 19 ) of the control unit ( 9 ) and / or a plastic housing ( 12 ) of the connection unit ( 10 ) in one piece with the housing wall ( 21 ) of the vehicle lamp ( 3 ) are formed. Kraftfahrzeug (1) mit einer Radarvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle ( 1 ) with a radar device ( 2 ) according to any one of the preceding claims.
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