DE102014200660A1 - Transmitting and receiving unit for radar signals and method for producing the same - Google Patents

Transmitting and receiving unit for radar signals and method for producing the same Download PDF

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Andrzej Samulak
Maik Schäfer
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sende- und Empfangseinheit (1), umfassend ein HF-Modul (10), welches eine auf einer ersten Flachseite (11.1) einer HF-Trägerplatte (11) angeordnete HF-Leiterplatte (12) mit einer Radarsignale erzeugenden integrierten Schaltung (13) sowie einen integrierten Wellenleiter (14) für die erzeugten Radarsignale aufweist, wobei der Wellenleiter (14) auf einer der ersten Flachseite (11.1) gegenüberliegenden zweiten Flachseite (11.2) der HF-Trägerplatte (12) mit einem offenen Ende (14.1) als erste Radarschnittstelle (15) endet und die zweite Flachseite (11.2) als mechanische Flächenschnittstelle (16) ausgebildet ist, ein Antennenmodul (20) mit einer auf einer Antennen-Leiterplatte (21) angeordneten Antennenstruktur (22), mit einem mit der Antennenstruktur (22) verbundenen Wellenleiter (23) und mit einer mechanischen Flächenschnittstelle (24), wobei der Wellenleiter (23) mit einem offenen Ende (23.1) als zweite Radarschnittstelle (24) an der mechanischen Flächenschnittstelle (25) endet und eine mechanische Schnittstelle (30) zum Verbinden des HF-Moduls (10) mit dem Antennenmodul (20) und zum Verbinden der ersten und zweiten Radarschnittstellen (15, 24), welche von den Flächenschnittstellen (16, 25) des HF-Moduls (10) und des Antennenmoduls (20) gebildet wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinheit (1).The invention relates to a transmitting and receiving unit (1), comprising an RF module (10) having an on one flat side (11.1) of an RF carrier plate (11) arranged RF printed circuit board (12) with a radar signals generating integrated circuit (13) and an integrated waveguide (14) for the generated radar signals, wherein the waveguide (14) on one of the first flat side (11.1) opposite second flat side (11.2) of the RF carrier plate (12) having an open end (14.1) ends as a first radar interface (15) and the second flat side (11.2) is designed as a mechanical surface interface (16), an antenna module (20) with an antenna circuit board (21) arranged antenna structure (22) with one with the antenna structure ( 22) and having a mechanical surface interface (24), the waveguide (23) having an open end (23.1) as a second radar interface (24) on the mechanical surfaces interface (25) terminates and a mechanical interface (30) for connecting the RF module (10) to the antenna module (20) and for connecting the first and second radar interfaces (15, 24) of the surface interfaces (16, 25). the RF module (10) and the antenna module (20) is formed. The invention further relates to a method for producing the transmitting and receiving unit (1) according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sende- und Empfangseinheit für Radarsignale, insbesondere für Radar- und Kommunikationssysteme in Fahrzeugen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinheit. The invention relates to a transmitting and receiving unit for radar signals, in particular for radar and communication systems in vehicles. Furthermore, the invention relates to a method for producing the transmitting and receiving unit according to the invention.

Radarsysteme werden im Fahrzeug zur Erfassung der Geschwindigkeit und der Abstände zu anderen Fahrzeugen und Objekten eingesetzt. Sende- und Empfangseinheiten solcher Radarsysteme bestehen aus einer HF-Schaltung zur Erzeugung der hochfrequenten Millimeterwellen sowie einer Antennenstruktur, die in der Regel mit der HF-Schaltung auf einer Planarstruktur vereint ist. Radar systems are used in the vehicle to record the speed and distances to other vehicles and objects. Transmitting and receiving units such radar systems consist of an RF circuit for generating the high-frequency millimeter waves and an antenna structure, which is usually combined with the RF circuit on a planar structure.

Eine solche Sende- und Empfangseinheit ist aus der DE 10 2012 203 293 A1 bekannt, die ein Halbleitermodul mit einer integrierten Schaltung und einer Umverdrahtungsschicht zum externen Anschließen derselben an eine Leiterplatte umfasst. Ferner sind in diesem Halbleitermodul Wellenleiter für Radarsignale integriert, so dass sie mit einem offenen Ende an einer seitlichen oder oberseitigen Oberfläche des Halbleitermoduls enden und hierüber eine Aus- und Einkopplung eines Radarsignals ermöglicht wird. Ferner kann ein solcher Wellenleiter mit einem Koppelelement in Form einer flachen Leiterstruktur, bspw. einer Patchantenne versehen werden, die über die Umverdrahtungsschicht mittels Leiterstreifen mit der integrierten Schaltung verbunden ist. Such a transmitting and receiving unit is from the DE 10 2012 203 293 A1 which comprises a semiconductor module having an integrated circuit and a redistribution layer for external connection thereof to a printed circuit board. Furthermore, waveguides for radar signals are integrated in this semiconductor module, so that they terminate with an open end on a lateral or upper-side surface of the semiconductor module and on this a coupling and decoupling of a radar signal is made possible. Furthermore, such a waveguide can be provided with a coupling element in the form of a flat conductor structure, for example a patch antenna, which is connected via the rewiring layer to the integrated circuit by means of conductor strips.

Als Nachteil kann bei einer solchen bekannten Sende- und Empfangseinheit angesehen werden, dass die Antennenstruktur und die integrierte Schaltung nicht getrennt diagnostiziert werden können. Die elektrische Funktion der integrierten Schaltung kann in der Regel über eingebaute Diagnosemöglichkeiten auch im Betrieb erfasst werden, wohingegen die fehleranfällige Schnittstelle zwischen der Antennenstruktur und der integrierten Schaltung nicht diagnostizierbar ist. Eine festgestellte Fehlfunktion der Sende- und Empfangseinheit kann somit nicht mehr eindeutig einer Komponente, also der Antennenstruktur oder der integrierten Schaltung zugeordnet werden. A disadvantage can be considered in such a known transmitting and receiving unit that the antenna structure and the integrated circuit can not be diagnosed separately. As a rule, the electrical function of the integrated circuit can also be detected during operation via built-in diagnostic possibilities, whereas the error-prone interface between the antenna structure and the integrated circuit can not be diagnosed. A detected malfunction of the transmitting and receiving unit can thus no longer be clearly assigned to a component, ie the antenna structure or the integrated circuit.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine Sende- und Empfangseinheit anzugeben, bei der es möglich ist deren integrierte Schaltung und die Antennenstruktur vor der Endmontage einzeln zu überprüfen und eine für beide Komponenten getrennte Diagnose durchzuführen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Sende- und Empfangseinheit anzugeben. It is therefore an object of the invention to provide a transmitting and receiving unit, in which it is possible to individually check their integrated circuit and the antenna structure prior to final assembly and perform a separate diagnosis for both components. It is another object of the invention to provide a method for producing such a transmitting and receiving unit.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Sende- und Empfangseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. The first object is achieved by a transmitting and receiving unit having the features of patent claim 1.

Eine solche erfindungsgemäße Sende- und Empfangseinheit umfasst:

  • – ein HF-Modul, welches eine auf einer ersten Flachseite einer HF-Trägerplatte angeordnete HF-Leiterplatte mit einer Radarsignale erzeugenden und/oder empfangenden integrierten Schaltung sowie einen integrierten Wellenleiter für die erzeugten Radarsignale aufweist, wobei der Wellenleiter auf einer der ersten Flachseite gegenüberliegenden zweiten Flachseite der HF-Trägerplatte mit einem offenen Ende als erste Radarschnittstelle endet und die zweite Flachseite als mechanische Flächenschnittstelle ausgebildet ist,
  • – ein Antennenmodul mit einer auf einer Antennen-Leiterplatte angeordneten Antennenstruktur, mit einem mit der Antennenstruktur verbundenen Wellenleiter und mit einer mechanischen Flächenschnittstelle, wobei der Wellenleiter mit einem offenen Ende als zweite Radarschnittstelle an der mechanischen Flächenschnittstelle endet, und
  • – eine mechanische Schnittstelle zum Verbinden des HF-Moduls mit dem Antennenmodul und zum Verbinden der ersten und zweiten Radarschnittstellen, welche von den Flächenschnittstellen des HF-Moduls und des Antennenmoduls gebildet wird.
Such a transmitting and receiving unit according to the invention comprises:
  • An RF module having an RF printed circuit board arranged on a first flat side of an HF carrier plate with an integrated circuit generating and / or receiving radar signals and an integrated waveguide for the generated radar signals, the waveguide being located on a second side opposite the first flat side Flat side of the RF carrier plate ends with an open end as the first radar interface and the second flat side is formed as a mechanical surface interface,
  • An antenna module having an antenna structure arranged on an antenna circuit board, with a waveguide connected to the antenna structure and with a mechanical surface interface, the waveguide ending with an open end as second radar interface at the mechanical surface interface, and
  • - A mechanical interface for connecting the RF module to the antenna module and for connecting the first and second radar interfaces, which is formed by the surface interfaces of the RF module and the antenna module.

Bei dieser erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinheit wird mittels der mechanischen Schnittstelle eine definierte Trennung des Antennenmoduls und des HF-Moduls erzielt. Da die diese mechanische Schnittstelle bildenden Flächenschnittstellen des HF-Moduls und des Antennenmoduls auch eine erste und zweite Radarschnittstelle aufweisen, können vor dem Verbinden bzw. Fügen des HF-Moduls mit dem Antennenmodul diese beiden Module getrennt geprüft und jeweils einer Diagnose unterzogen werden. In this transmitting and receiving unit according to the invention, a defined separation of the antenna module and the RF module is achieved by means of the mechanical interface. Since the surface interfaces of the RF module and the antenna module that form this mechanical interface also have a first and second radar interface, these two modules can be tested separately and each subjected to a diagnosis prior to connecting or joining the RF module to the antenna module.

Damit es möglich, die beiden Module vor der Endmontage zu einem erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinheit einzelnen zu charakterisieren und gegebenenfalls zu verwerfen oder über ein gezieltes Sortieren mit geeigneten Partnern zu verbauen und so den Ausschuss zu vermindern. This makes it possible to characterize the two modules before the final assembly to a transmitting and receiving unit according to the invention individually and possibly discard or obstruct a targeted sorting with suitable partners and thus to reduce the committee.

Das Fügen des HF-Moduls mit dem Antennenmodul zu der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinheit kann lotfrei, bspw. mittels Kleben oder mittels einer Schnapp- oder Rastvorrichtung oder mittels Verschraubung erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Verbindungstechnik zum Fügen dieser beiden Module in der Prototypenphase verwendet wird, welche lösbar ist, um in der Serienproduktion durch eine unlösbare Fügetechnik ersetzt oder ergänzt zu werden. The joining of the RF module with the antenna module to the transmitting and receiving unit according to the invention can be carried out without solder, for example by gluing or by means of a snap-action or latching device or by means of screwing. It is particularly advantageous if a connection technique is used for joining these two modules in the prototype phase, which is detachable in order to be replaced or supplemented in series production by an insoluble joining technique.

Das nahtlose Fügen des HF-Moduls mit dem Antennenmodul führt dazu, dass die gefügte Sende- und Empfangseinheit als Gesamtgerät weitestgehend ohne Leistungseinbußen betrieben werden kann. The seamless joining of the RF module with the antenna module leads to the fact that the attached transmitting and receiving unit can be operated as a total device largely without loss of performance.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste und zweite Radarschnittstelle als standardisierte Schnittstelle ausgebildet. Damit kann eine definierte Standardschnittstelle gewählt werden, die auch für Hochfrequenz-Messgeräte verwendet wird. Dies erlaubt in einfacher Weise vor dem Fügen des HF-Moduls mit dem Antennenmodul diese über die standardisierten Schnittstellen zu prüfen und zu diagnostizieren, wobei es sich für Radarsysteme anbietet, als Standard für diese Radarschnittstellen die Norm WR 10 oder WR 12 für Standardhohlleiter zu verwenden. According to an advantageous embodiment of the invention, the first and second radar interface is formed as a standardized interface. Thus, a defined standard interface can be selected, which is also used for high-frequency measuring devices. This allows in a simple manner before joining the RF module to the antenna module to test and diagnose these via the standardized interfaces, which lends itself to radar systems, as standard for these radar interfaces Standard WR 10 or WR 12 to use for standard waveguide.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die zur HF-Trägerplatte benachbarte Flachseite der Antennen-Leiterplatte mit einer die mechanische Flächenschnittstelle bildende Metallisierungsschicht ausgebildet. Vorzugsweise ist hierbei die Antennenstruktur des Antennenmoduls auf der zur HF-Trägerplatte abgewandten Flachseite der Antennen-Leiterplatte angeordnet und das offene Ende des Wellenleiters des Antennenmoduls in der Metallisierungsschicht gebildet. In accordance with a further embodiment of the invention, the flat side of the antenna printed circuit board adjacent to the HF carrier plate is formed with a metallization layer forming the mechanical surface interface. In this case, the antenna structure of the antenna module is preferably arranged on the flat side of the antenna printed circuit board facing away from the HF carrier plate, and the open end of the waveguide of the antenna module is formed in the metallization layer.

Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Antennenmodul mit einer Antennen-Trägerplatte ausgebildet, wobei auf einer ersten Flachseite der Antennen-Trägerplatte die Antennen-Leiterplatte angeordnet ist und die der ersten Flachseite gegenüberliegende zweite Flachseite der Antennen-Trägerplatte als mechanische Flächenschnittstelle ausgebildet ist. Diese mechanische Flächenschnittstelle umfasst auch die zweite Radarschnittstelle und bildet zusammen mit der mechanischen Flächenschnittstelle des HF-Moduls die mechanische Schnittstelle zwischen dem Antennenmodul und dem HF-Modul. Mit einer solchen Antennen-Trägerplatte wird eine verbesserte Stabilität des Antennenmoduls erzielt. According to another advantageous embodiment of the invention, the antenna module is formed with an antenna support plate, wherein on a first flat side of the antenna support plate, the antenna circuit board is arranged and the first flat side opposite second flat side of the antenna support plate is formed as a mechanical surface interface. This mechanical surface interface also includes the second radar interface and, together with the mechanical surface interface of the RF module, forms the mechanical interface between the antenna module and the RF module. With such an antenna support plate, an improved stability of the antenna module is achieved.

Vorzugsweise ist bei dieser Weiterbildung der Erfindung die Antennenstruktur des Antennenmoduls sowie ein Hohlleiter-Transformator auf der zur Antennen-Trägerplatte abgewandten Flachseite der Antennen-Leiterplatte angeordnet, wobei der Wellenleiter des Antennenmoduls den Hohlleiter-Transformator mit der zweiten Radarschnittstelle verbindet. Weiterbildungsgemäß verläuft der Wellenleiter des Antennenmoduls senkrecht zu den Flachseiten der Antennen-Trägerplatte und der Antennen-Leiterplatte. Preferably, in this embodiment of the invention, the antenna structure of the antenna module and a waveguide transformer on the side remote from the antenna support plate flat side of the antenna circuit board is arranged, wherein the waveguide of the antenna module connects the waveguide transformer with the second radar interface. According to the invention, the waveguide of the antenna module is perpendicular to the flat sides of the antenna support plate and the antenna circuit board.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der integrierte Schaltkreis auf der HF-Leiterplatte trägerplattenseitig angeordnet und ragt dabei in eine in der HF-Trägerplatte angeordnete Mulde, wobei die Mulde wellenleitermäßig mit dem Wellenleiter des HF-Moduls verbunden ist. Dies bietet den Vorteil, dass der integrierte Schaltkreis über eine wärmeleitende Schicht im Bereich dieser Mulde mit der HF-Trägerplatte verbunden ist und dadurch eine zusätzliche Wärmeabfuhr erzielt wird. According to a further advantageous embodiment of the invention, the integrated circuit on the RF circuit board is arranged carrier plate side and protrudes into a arranged in the RF carrier plate well, wherein the trough waveguide is connected to the waveguide of the RF module. This offers the advantage that the integrated circuit is connected via a heat-conducting layer in the region of this trough with the RF carrier plate and thereby an additional heat dissipation is achieved.

Alternativ ist es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der integrierte Schaltkreis auf der trägerplattenabgewandten Flachseite der HF-Leiterplatte in einem Hohlleiter-Transformator angeordnet ist, wobei der Hohlleiter-Transformator wellenleitermäßig mit dem Wellenleiter des HF-Moduls verbunden ist. Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr kann der integrierte Schaltkreis über ein wärmeleitendes Material mit dem Hohlleiter-Transformator verbunden werden. Alternatively, it is provided according to another advantageous development of the invention that the integrated circuit is arranged on the carrier plate remote flat side of the RF circuit board in a waveguide transformer, wherein the waveguide transformer waveguide is connected to the waveguide of the RF module. To improve the heat dissipation, the integrated circuit can be connected to the waveguide transformer via a thermally conductive material.

Des Weiteren ist weiterbildungsgemäß vorgesehen, dass der Wellenleiter des HF-Moduls senkrecht zur ersten und zweiten Flachseite des HF-Trägers verläuft. Furthermore, it is provided according to the invention that the waveguide of the RF module is perpendicular to the first and second flat sides of the RF carrier.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 11. The second-mentioned object is achieved by a method having the features of claim 11.

Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte aus:

  • – Herstellen eines HF-Moduls, welches eine auf einer ersten Flachseite einer HF-Trägerplatte angeordnete HF-Leiterplatte mit einer Radarsignale erzeugenden und/oder empfangenden integrierten Schaltung sowie einen integrierten Wellenleiter für die erzeugten Radarsignale aufweist, wobei der Wellenleiter ausgebildet wird auf einer der ersten Flachseite gegenüberliegenden zweiten Flachseite der HF-Trägerplatte mit einem offenen Ende als erste Radarschnittstelle zu enden und die zweite Flachseite als mechanische Flächenschnittstelle ausgebildet wird,
  • – Herstellen eines Antennenmoduls mit einer auf einer Antennen-Leiterplatte angeordneten Antennenstruktur, einem mit der Antennenstruktur verbundenen Wellenleiter und einer mechanischen Flächenschnittstelle, wobei der Wellenleiter ausgebildet wird mit einem offenen Ende als zweite Radarschnittstelle an der mechanischen Flächenschnittstelle zu enden,
  • – Prüfen des HF-Moduls und des Antennenmoduls jeweils durch Anschluss eines Prüfadapters an die erste und zweite Radarschnittstelle, und
  • – Herstellen einer mechanischen Schnittstelle zum Verbinden der ersten und zweiten Radarschnittstellen durch flächenschlüssiges Verbinden der Flächenschnittstellen des HF-Modul und des Antennenmoduls.
This method is characterized according to the invention by the following method steps:
  • - Producing an RF module having an arranged on a first flat side of an RF carrier board RF printed circuit board with a radar signals generating and / or receiving integrated circuit and an integrated waveguide for the generated radar signals, wherein the waveguide is formed on one of the first Flat side opposite second flat side of the RF carrier plate with an open end to end as the first radar interface and the second flat side is formed as a mechanical surface interface,
  • Producing an antenna module having an antenna structure arranged on an antenna printed circuit board, a waveguide connected to the antenna structure and a mechanical surface interface, wherein the waveguide is designed to terminate with an open end as the second radar interface at the mechanical surface interface,
  • - Checking the RF module and the antenna module respectively by connecting a test adapter to the first and second radar interface, and
  • - Producing a mechanical interface for connecting the first and second radar interfaces by surface-locking connection of the surface interfaces of the RF module and the antenna module.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Aufbautechnik mit einer integrierten mechanischen Schnittstelle zwischen dem HF-Modul und dem Antennenmodul realisiert, die eine definierte Standardschnittstelle für Radarstrahlen umfasst und bspw. als Standardhohlleiterschnittstelle gemäß der Norm WR 10 oder WR 12 ausgeführt werden kann, die auch für Hochfrequenz-Messgeräte verwendet wird. Damit können vor dem Zusammenfügen des HF-Moduls und des Antennenmoduls zur erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinheit diese beiden Module jeweils einer Prüfung oder Diagnose unterzogen werden. Dies erfolgt durch Verwendung der als Standardhohlleiterschnittstelle für Radarstrahlen ausgebildeten Radarschnittstellen des HF-Moduls und des Antennenmoduls, indem an diese Radarschnittstellen bspw. ein Prüfadapter eines Hochfrequenz-Messgerätes mit der gleichen Standardhohlleiterschnittstelle angeschlossen wird. With this method according to the invention, a construction technique with an integrated mechanical interface between the RF module and the antenna module is realized, which comprises a defined standard interface for radar beams and, for example, as a standard waveguide interface according to the Standard WR 10 or WR 12 can be performed, which is also used for high-frequency measuring devices. Thus, before joining the RF module and the antenna module to the transmitting and receiving unit according to the invention, these two modules can each be subjected to a test or diagnosis. This is done by using the radar interfaces of the RF module and the antenna module designed as standard waveguide interface for radar beams, by connecting to these radar interfaces, for example, a test adapter of a high-frequency measuring device with the same standard waveguide interface.

Nach dem Prüfen der HF-Module und der Antennenmodule werden diese Module charakterisiert, gezielt sortiert oder gegebenenfalls verworfen und geeignete Partner zu einer Sende-Empfangseinheit als Gesamtgerät verbaut, indem die beiden Module über die mechanische Flächenschnittstellen nahtlos zusammengefügt werden. After testing the RF modules and the antenna modules, these modules are characterized, sorted in a targeted manner or discarded if necessary, and suitable partners are built into a transceiver unit as a complete unit by seamlessly assembling the two modules via the mechanical surface interfaces.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Schnittdarstellung eines HF-Moduls eines Ausführungsbeispiels einer Sende- und Empfangseinheit gemäß der Erfindung, 1 1 is a schematic sectional view of an HF module of an embodiment of a transmitting and receiving unit according to the invention,

2 eine schematische Schnittdarstellung eines Antennenmoduls eines Ausführungsbeispiels einer Sende- und Empfangseinheit gemäß der Erfindung, 2 1 is a schematic sectional view of an antenna module of an embodiment of a transmitting and receiving unit according to the invention,

3 eine schematische Schnittdarstellung einer Sende- und Empfangseinheit mit einem HF-Modul gemäß 1 und einem Antennenmodul gemäß 2, 3 a schematic sectional view of a transmitting and receiving unit with an RF module according to 1 and an antenna module according to 2 .

4 eine schematische Schnittdarstellung eines HF-Moduls eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Sende- und Empfangseinheit gemäß der Erfindung, 4 FIG. 2 a schematic sectional view of an HF module of a further exemplary embodiment of a transmitting and receiving unit according to the invention, FIG.

5 eine schematische Schnittdarstellung eines Antennenmoduls eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Sende- und Empfangseinheit gemäß der Erfindung, und 5 a schematic sectional view of an antenna module of another embodiment of a transmitting and receiving unit according to the invention, and

6 eine schematische Schnittdarstellung einer Sende- und Empfangseinheit mit einem HF-Modul gemäß 4 und einem Antennenmodul gemäß 5. 6 a schematic sectional view of a transmitting and receiving unit with an RF module according to 4 and an antenna module according to 5 ,

Die 3 zeigt als Sende- und Empfangseinheit 1 einen Radar-Sensor, der im Bereich von Fahrerassistenzsystemen von Fahrzeugen eingesetzt wird. Ein solcher Radar-Sensor umfasst zum einen ein HF-Modul 10, welches hochfrequente Schaltungsteile 13, bspw. als integrierte Schaltung aufweist und zum anderen ein Antennenmodul 20 mit einer planaren Struktur als Antenne 22. Dieses HF-Modul 10 ist als separates Bauteil in 1 und das Antennenmodul 20 ist ebenso als separates Bauteil in 2 dargestellt. The 3 shows as a transmitting and receiving unit 1 a radar sensor, which is used in the field of driver assistance systems of vehicles. Such a radar sensor comprises on the one hand an RF module 10 , which high-frequency circuit parts 13 , For example, as an integrated circuit and on the other hand, an antenna module 20 with a planar structure as an antenna 22 , This RF module 10 is as a separate component in 1 and the antenna module 20 is also as a separate component in 2 shown.

Gemäß 1 umfasst das HF-Modul 10 eine HF-Trägerplatte 11, die auf einer ersten Flachseite 11.1 eine HF-Leiterplatte 12 trägt. Diese HF-Leiterplatte 12 ist auf ihren beiden Flachseiten 12.1 und 12.2 mit Metallisierungen 18 versehen, die über Durchkontaktierungen 18.1 (via holes) elektrisch verbunden sind. According to 1 includes the RF module 10 an HF carrier plate 11 on a first flat side 11.1 an RF circuit board 12 wearing. This RF circuit board 12 is on her two flat sides 12.1 and 12.2 with metallizations 18 provided that via vias 18.1 (via holes) are electrically connected.

Auf der zur HF-Trägerplatte 11 abgewandten Flachseite 12.1 der HF-Leiterplatte 12 ist als aktiver Schaltungsteil eine integrierte Schaltung 13 zur Erzeugung und zum Empfang von Radarsignalen angeordnet. Diese integrierte Schaltung 13 wird von einem haubenförmigen Hohlleiter-Transformator 17 abgedeckt, der innenwandig eine Metallisierung als Abschirmung aufweist, die mit der Metallisierung 18 auf der Flachseite 12.1 der HF-Leiterplatte 12 verbunden ist. Ferner ist diese integrierte Schaltung 13 zwecks Wärmeabfuhr über ein wärmeleitendes Material(Absorber) 19 mit dem Hohlleiter-Transformator 17 verbunden. On the HF carrier plate 11 facing away flat side 12.1 the RF board 12 is as an active circuit part of an integrated circuit 13 arranged for generating and receiving radar signals. This integrated circuit 13 is from a hood-shaped waveguide transformer 17 covered, the inside wall has a metallization as a shield, with the metallization 18 on the flat side 12.1 the RF board 12 connected is. Further, this integrated circuit 13 for heat dissipation via a thermally conductive material (absorber) 19 with the waveguide transformer 17 connected.

Ein als Hohlleiter ausgebildeter Wellenleiter 14 verbindet den Hohlraum innerhalb des Hohlleiter-Transformators 17 mit der zweiten Flachseite 11.2 der HF-Trägerplatte 11 und endet dort mit einem offenen Ende 14.1, das als erste Radarschnittstelle 15 ausgebildet ist. Ferner bildet diese zweite Flachseite 11.2 der HF-Trägerplatte 11 eine mechanische Flächenschnittstelle des HF-Moduls 10, über die das HF-Modul 10 mit dem Antennenmodul 20 zu der Sende- und Empfangseinheit 1 gemäß 3 verbunden wird. Dieser Hohlleiter 14 erstreckt sich dabei im Wesentlichen senkrecht durch die HF-Trägerplatte 11 und die HF-Leiterplatte 12. A waveguide designed as a waveguide 14 connects the cavity within the waveguide transformer 17 with the second flat side 11.2 the HF carrier plate 11 and ends there with an open end 14.1 that as the first radar interface 15 is trained. Furthermore, this second flat side forms 11.2 the HF carrier plate 11 a mechanical surface interface of the RF module 10 via which the RF module 10 with the antenna module 20 to the transmitting and receiving unit 1 according to 3 is connected. This waveguide 14 extends substantially perpendicularly through the RF carrier plate 11 and the RF board 12 ,

Die erste Radarschnittstelle 15 ist als standardisierte Hohlleiterschnittstelle ausgebildet, wie sie bspw. für Hochfrequenz-Messgeräte gemäß der Norm WR 10 oder WR 12 verwendet wird. Damit kann dieses HF-Modul 10 vor der Montage mit dem Antennenmodul 20 mittels eines an die standardisierte Radarschnittstelle 15 angeschlossenen Prüfadapters 30 getestet und charakterisiert werden. The first radar interface 15 is designed as a standardized waveguide interface, as for example. For high-frequency measuring devices according to the Standard WR 10 or WR 12 is used. So this RF module 10 before mounting with the antenna module 20 by means of a to the standardized radar interface 15 connected test adapter 30 be tested and characterized.

Nach 2 ist das Antennenmodul 20 aus einer Antennen-Trägerplatte 27 und einer auf einer ersten Flachseite 27.1 angeordneten Antennen-Leiterplatte 21 aufgebaut. Diese Antennen-Leiterplatte 21 weist auf ihrer zur Antennen-Trägerplatte 27 zugewandten Flachseite 21.1 eine Metallisierung 26 auf, die über Durchkontaktierungen 26.1 mit einer auf der gegenüberliegenden Flachseite 21.2 angeordneten Antennen-Struktur 22 elektrisch verbunden ist. Ferner ist auf dieser Flachseite 21.2 der Antennen-Leiterplatte 21 ein Hohlleiter-Transformator 22.1 angeordnet, von welchem sich ein als Hohlleiter ausgebildeter Wellenleiter 23 senkrecht durch die Antennen-Leiterplatte 21 und die Antennen-Trägerplatte 27 auf die zweite Flachseite 27.2 der Antennen-Trägerplatte 27 erstreckt dort mit einem offenen Ende 23.1 endet und eine zweite Radarschnittstelle 24 bildet, die entsprechend der ersten Radarschnittstelle 15 des HF-Moduls 10 als standardisierte Hohlleiterschnittstelle ausgebildet ist, wie sie bspw. für Hochfrequenz-Messgeräte gemäß der Norm WR 10 oder WR 12 verwendet wird. Damit kann dieses Antennenmodul 20 ebenso vor der Montage mit dem HF-Modul 10 mittels eines an die standardisierte Radarschnittstelle 24 angeschlossenen Prüfadapters 30 getestet und charakterisiert werden. Ferner bildet die zweite Flachseite 27.2 der Antennen-Trägerplatte 27 eine mechanische Flächenschnittstelle 25, die zur Montage der Sende- und Empfangseinheit 1 mit der Flächenschnittstelle 16 des HF-Moduls 10 gefügt wird und eine Schnittstelle 2 dieser Sende- und Empfangseinheit 1 bildet (vgl. 3). To 2 is the antenna module 20 from an antenna carrier plate 27 and one on a first flat side 27.1 arranged antenna circuit board 21 built up. This antenna circuit board 21 points to her to the antenna carrier plate 27 facing flat side 21.1 a metallization 26 on that via vias 26.1 with one on the opposite flat side 21.2 arranged antenna structure 22 electrically connected. Furthermore, on this flat side 21.2 the antenna circuit board 21 a waveguide transformer 22.1 arranged, of which a waveguide designed as a waveguide 23 vertically through the antenna circuit board 21 and the antenna carrier plate 27 on the second flat side 27.2 the antenna carrier plate 27 extends there with an open end 23.1 ends and a second radar interface 24 that forms according to the first radar interface 15 of the RF module 10 is designed as a standardized waveguide interface, as for example. For high-frequency measuring devices according to the Standard WR 10 or WR 12 is used. So this antenna module 20 just before mounting with the RF module 10 by means of a to the standardized radar interface 24 connected test adapter 30 be tested and characterized. Furthermore, the second flat side forms 27.2 the antenna carrier plate 27 a mechanical surface interface 25 which is used to mount the transmitting and receiving unit 1 with the surface interface 16 of the RF module 10 is added and an interface 2 this transmitting and receiving unit 1 forms (cf. 3 ).

Die 3 zeigt nun die aus dem HF Modul 10 und dem Antennenmodul 20 über die Flächenschnittstellen 16 und 25 gefügte Sende- und Empfangseinheit 1. Dabei sind die mechanischen Flächenschnittstellen 16 und 25 so ausgeführt, dass ein nahtloses Zusammenfügen auch hinsichtlich der ersten und zweiten Radarschnittstelle 15 und 24 möglich ist, so dass die beiden Hohlleiter 14 und 23 miteinander fluchten und dabei einen einheitlichen Hohlleiter bilden, der die Antennen-Struktur 22 des Antennenmoduls 20 mit der integrierten Schaltung 13 des HF-Moduls 10 zur Übertragung und zum Empfang von Radarsignalen verbindet. The 3 now shows the one from the HF module 10 and the antenna module 20 over the surface interfaces 16 and 25 attached transmitting and receiving unit 1 , Here are the mechanical surface interfaces 16 and 25 designed so that a seamless assembly also with regard to the first and second radar interface 15 and 24 is possible, so that the two waveguides 14 and 23 aligned with each other and thereby form a uniform waveguide, the antenna structure 22 of the antenna module 20 with the integrated circuit 13 of the RF module 10 connects to the transmission and reception of radar signals.

Die beiden Komponenten dieser Sende- und Empfangseinheit 1, also das HF Modul 10 und das Antennenmodul 20 werden vor der Montage mit mittels des in den 1 und 2 angedeuteten Prüfadapters 30 einer Funktionsdiagnostik unterworfen, also charakterisiert und gegebenenfalls verworfen oder über ein gezieltes Sortieren mit geeigneten Partnern verbaut, so dass ein Betrieb einer derart montierten Sende- und Empfangseinheit 1 ohne Leistungseinbußen gewährleistet ist. Insbesondere wird dadurch die Anzahl der als Ausschussteile zu qualifizierende HF-Module 10 und Antennenmodule 20 verringert. The two components of this transmitting and receiving unit 1 So the HF module 10 and the antenna module 20 be before installation with means of in the 1 and 2 indicated test adapter 30 subjected to a functional diagnostics, so characterized and optionally discarded or installed via a targeted sorting with suitable partners, so that an operation of such a mounted transmitting and receiving unit 1 is guaranteed without loss of performance. In particular, this will reduce the number of RF modules to be qualified as rejects 10 and antenna modules 20 reduced.

6 zeigt eine alternative Ausführung einer Sende- und Empfangseinheit 1, die aus einem HF-Modul 10 gemäß 4 und einem Antennenmodul 20 gemäß 5 aufgebaut ist. 6 shows an alternative embodiment of a transmitting and receiving unit 1 that consists of an RF module 10 according to 4 and an antenna module 20 according to 5 is constructed.

Nach 4 ist auf einer ersten Flachseite 11.1 einer HF-Trägerplatte 11 eine HF-Leiterplatte 12 angeordnet, deren erste und zweite Flachseite 12.1 und 12.2 mit einer Metallisierung 18 versehen sind. Auf der zur HF-Trägerplatte 11 benachbarten zweiten Flachseite 12.2 der HF-Leiterplatte 12 ist als aktiver Schaltungsteil eine integrierte Schaltung 3 zur Erzeugung und zum Empfang von Radarsignalen angeordnet, die in eine Mulde 11.3 der HF-Trägerplatte 11 ragt. Die Tiefe dieser Mulde 11.3 ist so gewählt, dass bei flächenschlüssigem Anliegen der HF-Leiterplatte 12 auf der HF-Trägerplatte 11 die integrierte Schaltung 3 über ein wärmeleitendes Material 19 mit der Bodenfläche dieser Mulde 11.3 wärmeleitend verbunden ist. To 4 is on a first flat side 11.1 an HF carrier plate 11 an RF circuit board 12 arranged, the first and second flat side 12.1 and 12.2 with a metallization 18 are provided. On the HF carrier plate 11 adjacent second flat side 12.2 the RF board 12 is as an active circuit part of an integrated circuit 3 arranged to generate and receive radar signals in a trough 11.3 the HF carrier plate 11 protrudes. The depth of this hollow 11.3 is chosen so that with surface-engaging concerns of the RF circuit board 12 on the HF carrier plate 11 the integrated circuit 3 over a thermally conductive material 19 with the bottom surface of this trough 11.3 is thermally conductively connected.

Ein als Hohlleiter ausgebildeter Wellenleiter 14 verbindet die Mulde 11.3 mit der zweiten Flachseite 11.2 der HF-Trägerplatte 11 und endet dort mit einem offenen Ende 14.1, das als erste Radarschnittstelle 15 ausgebildet ist. Ferner bildet diese zweite Flachseite 11.2 der HF-Trägerplatte 11 eine mechanische Flächenschnittstelle des HF-Moduls 10, über die das HF-Modul 10 mit dem Antennenmodul 20 zu der Sende- und Empfangseinheit 1 verbunden wird. Dieser Hohlleiter 14 erstreckt sich dabei im Wesentlichen senkrecht durch die HF-Trägerplatte 11. A waveguide designed as a waveguide 14 connects the hollow 11.3 with the second flat side 11.2 the HF carrier plate 11 and ends there with an open end 14.1 that as the first radar interface 15 is trained. Furthermore, this second flat side forms 11.2 the HF carrier plate 11 a mechanical surface interface of the RF module 10 via which the RF module 10 with the antenna module 20 to the transmitting and receiving unit 1 is connected. This waveguide 14 extends substantially perpendicularly through the RF carrier plate 11 ,

Die erste Radarschnittstelle 15 ist als standardisierte Hohlleitersschnittstelle ausgebildet, wie sie bspw. für Hochfrequenz-Messgeräte gemäß der Norm WR 10 oder WR 12 verwendet wird. Damit kann dieses HF-Modul 10 vor der Montage mit dem Antennenmodul 20 mittels eines an die standardisierte Radarschnittstelle 15 angeschlossenen Prüfadapters entsprechend 1 getestet und charakterisiert werden. The first radar interface 15 is designed as a standardized waveguide interface, as for example. For high-frequency measuring devices according to the Standard WR 10 or WR 12 is used. So this RF module 10 before mounting with the antenna module 20 by means of a to the standardized radar interface 15 connected test adapter accordingly 1 be tested and characterized.

Nach 5 ist das Antennenmodul 20 lediglich aus einer Antennen-Leiterplatte 21 aufgebaut. Diese Antennen-Leiterplatte 21 weist auf einer Flachseite 21.1 eine Metallisierung 26 auf, die über Durchkontaktierungen (via holes) 26.1 mit einer auf der gegenüberliegenden Flachseite 21.2 angeordneten Antennen-Struktur 22 elektrisch verbunden ist. To 5 is the antenna module 20 only from an antenna circuit board 21 built up. This antenna circuit board 21 points to a flat side 21.1 a metallization 26 on, via via holes 26.1 with one on the opposite flat side 21.2 arranged antenna structure 22 electrically connected.

Eine Öffnung in der Metallisierung 26 bildet einen als Hohlleiter ausgebildeter Wellenleiter 23 mit einem offenen Ende 23.1 einer zweiten Radarschnittstelle 24, die nach der Montage mit den HF-Modul 10 mit der ersten Radarschnittstelle 15 verbunden wird. Auch diese zweite Radarschnittstelle 24 ist als standardisierte Hohlleiterschnittstelle ausgebildet, wie sie bspw. für Hochfrequenz-Messgeräte gemäß der Norm WR 10 oder WR 12 verwendet wird. Damit kann dieses Antennenmodul 20 ebenso vor der Montage mit dem HF-Modul 10 mittels eines an die standardisierte Radarschnittstelle 24 angeschlossenen Prüfadapters entsprechend von 2 getestet und charakterisiert werden. Ferner bildet die Flachseite 21.1 der Antennen-Leiterplatte 21 eine mechanische Flächenschnittstelle 25, die zur Montage der Sende- und Empfangseinheit 1 mit der Flächenschnittstelle 16 des HF-Moduls 10 gefügt wird und eine Schnittstelle 2 dieser Sende- und Empfangseinheit 1 bildet (vgl. 6). An opening in the metallization 26 forms a trained as a waveguide waveguide 23 with an open end 23.1 a second radar interface 24 After mounting with the RF module 10 with the first radar interface 15 is connected. Also this second radar interface 24 is designed as a standardized waveguide interface, as for example. For high-frequency measuring devices according to the Standard WR 10 or WR 12 is used. So this antenna module 20 just before mounting with the RF module 10 by means of a to the standardized radar interface 24 connected test adapter according to 2 be tested and characterized. Furthermore, the flat side forms 21.1 the antenna circuit board 21 a mechanical surface interface 25 which is used to mount the transmitting and receiving unit 1 with the surface interface 16 of the RF module 10 is added and an interface 2 this transmitting and receiving unit 1 forms (cf. 6 ).

Die 6 zeigt nun die aus dem HF Modul 10 und dem Antennenmodul 20 über die Flächenschnittstellen 16 und 25 gefügte Sende- und Empfangseinheit 1. Dabei sind die mechanischen Flächenschnittstellen 16 und 25 so ausgeführt, dass ein nahtloses Zusammenfügen auch hinsichtlich der ersten und zweiten Radarschnittstelle 15 und 24 möglich ist, so dass die beiden Hohlleiter 14 und 23 miteinander fluchten und dabei einen einheitlichen Hohlleiter bilden, der die Antennen-Struktur 22 des Antennenmoduls 20 mit der integrierten Schaltung 13 des HF-Moduls 10 zur Übertragung und zum Empfang von Radarsignalen verbindet. The 6 now shows the one from the HF module 10 and the antenna module 20 over the surface interfaces 16 and 25 attached transmitting and receiving unit 1 , Here are the mechanical surface interfaces 16 and 25 designed so that a seamless assembly also with regard to the first and second radar interface 15 and 24 is possible, so that the two waveguides 14 and 23 aligned with each other and thereby form a uniform waveguide, the antenna structure 22 of the antenna module 20 with the integrated circuit 13 of the RF module 10 connects to the transmission and reception of radar signals.

Die beiden Komponenten dieser Sende- und Empfangseinheit 1 gemäß 6, also das HF Modul 10 und das Antennenmodul 20 werden – wie oben beschrieben – jeweils vor der Montage mittels eines in den 1 und 2 angedeuteten Prüfadapters einer Funktionsdiagnostik unterworfen, also charakterisiert und gegebenenfalls verworfen oder über ein gezieltes Sortieren mit geeigneten Partnern verbaut, so dass ein Betrieb einer derart montierten Sende- und Empfangseinheit 1 ohne Leistungseinbußen gewährleistet ist. Insbesondere wird dadurch die Anzahl der als Ausschussteile zu qualifizierende HF-Module 10 und Antennenmodule 20 verringert. The two components of this transmitting and receiving unit 1 according to 6 So the HF module 10 and the antenna module 20 be - as described above - each before installation by means of a in the 1 and 2 indicated test adapter subjected to a functional diagnostics, so characterized and optionally discarded or installed via a targeted sorting with suitable partners, so that an operation of such a mounted transmitting and receiving unit 1 is guaranteed without loss of performance. In particular, this will reduce the number of RF modules to be qualified as rejects 10 and antenna modules 20 reduced.

Das Fügen des HF-Moduls 10 mit dem Antennenmodul 20 gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen zu der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinheit 1 gemäß den 3 und 6 kann lotfrei, bspw. mittels Kleben oder mittels einer Schnapp- oder Rastvorrichtung oder mittels Verschraubung erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Verbindungstechnik zum Fügen dieser beiden Module in der Prototypenphase verwendet wird, welche lösbar ist, um in der Serienproduktion durch eine unlösbare Fügetechnik ersetzt oder ergänzt zu werden. The joining of the RF module 10 with the antenna module 20 according to the embodiments described above for the transmitting and receiving unit according to the invention 1 according to the 3 and 6 may be solderless, eg. By gluing or by means of a snap or locking device or by screwing done. It is particularly advantageous if a connection technique is used for joining these two modules in the prototype phase, which is detachable in order to be replaced or supplemented in series production by an insoluble joining technique.

Schließlich ergibt sich bei der Auswahl der standardisierten Hohlleiterschnittstellen 15 und 24 physikalisch bedingt eine Filterfunktion bezüglich der subharmonischen oder niederfrequenten nicht erwünschten Anteile im Signalspektrum. So können die HF-Trägerplatte 11 des HF-Moduls 10 gemäß den 1 und 4 als auch die Antennenträgerplatte 27 des Antennenmoduls 20 nach 2 als metallische Trägerplatte, Leiterplatte mit Aluminiumträger oder Kern oder einer umlaufend metallisierte Leiterplatte ausgeführt werden. Bei geeigneter Positionierung der aktiven Schaltungsteile 3 in einer solchen Trägerplatte – wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 6 beschrieben – ergibt sich eine zusätzliche Wärmeabfuhr, die gezielt auf die Bedarfe der Wärmeableitung dimensioniert werden kann. Gleichzeitig ergibt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel nach 6 eine Schirmwirkung bezüglich unerwünschter Einstrahlung und/oder Abstrahlung. Insbesondere ESD- und EMV-Einwirkungen können bei geeigneter Ausführung weitgehend unterdrückt werden. Finally, results in the selection of standardized waveguide interfaces 15 and 24 physically a filter function with respect to the subharmonic or low-frequency undesirable components in the signal spectrum. So can the RF carrier plate 11 of the RF module 10 according to the 1 and 4 as well as the antenna support plate 27 of the antenna module 20 to 2 be performed as a metallic support plate, circuit board with aluminum support or core or a circumferentially metallized circuit board. With suitable positioning of the active circuit parts 3 in such a carrier plate - as in the embodiment according to the 4 and 6 described - results in an additional heat dissipation, which can be dimensioned specifically to the needs of heat dissipation. At the same time follows according to this embodiment 6 a shielding effect with respect to unwanted radiation and / or radiation. In particular, ESD and EMC effects can be largely suppressed in a suitable design.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Sende- und Empfangseinheit Transmitting and receiving unit
2 2
mechanische Schnittstelle der Sende- und Empfangseinheit 1 mechanical interface of the transmitting and receiving unit 1
10 10
HF-Modul RF module
11 11
HF-Trägerplatte des HF-Moduls 10 HF carrier plate of the RF module 10
11.1 11.1
erste Flachseite der HF-Trägerplatte 11 first flat side of the RF carrier plate 11
11.2 11.2
zweite Flachseite der HF-Trägerplatte 11 second flat side of the RF carrier plate 11
11.3 11.3
Mulde der HF-Trägerplatte 11 Trough of the HF carrier plate 11
12 12
HF-Leiterplatte des HF-Moduls 10 RF printed circuit board of the RF module 10
12.1 12.1
Flachseite der HF-Leiterplatte 12 Flat side of the RF printed circuit board 12
12.2 12.2
Flachseite der HF-Leiterplatte 12 Flat side of the RF printed circuit board 12
13 13
integrierte Schaltung des HF-Moduls 10 integrated circuit of the RF module 10
14 14
Wellenleiter des HF-Moduls 10 Waveguide of the RF module 10
14.1 14.1
offenes Ende des Wellenleiters 14 open end of the waveguide 14
15 15
erste Radarschnittstelle first radar interface
16 16
Flächenschnittstelle des HF-Moduls 10 Surface interface of the RF module 10
17 17
Hohlleiter-Transformator des HF-Moduls 10 Waveguide transformer of the RF module 10
18 18
Metallisierung der HF-Leiterplatte 12 Metallization of the RF circuit board 12
19 19
wärmeleitendes Material thermally conductive material
20 20
Antennenmodul antenna module
21 21
Antennen-Leiterplatte des Antennenmoduls 20 Antenna circuit board of the antenna module 20
21.1 21.1
Flachseite der Antennen-Leiterplatte 21 Flat side of the antenna circuit board 21
21.2 21.2
Flachseite der Antennen-Leiterplatte 21 Flat side of the antenna circuit board 21
22 22
Antennenstruktur der Antennen-Leiterplatte 21 Antenna structure of the antenna circuit board 21
22.1 22.1
Hohlleiter-Transformator des Antennenmoduls 20 Waveguide transformer of the antenna module 20
23 23
Wellenleiter des Antennenmoduls 20 Waveguide of the antenna module 20
23.1 23.1
offenes Ende des Wellenleiters 23 open end of the waveguide 23
24 24
zweite Radarschnittstelle second radar interface
25 25
Flächenschnittstelle des Antennenmoduls 20 Surface interface of the antenna module 20
26 26
Metallisierungsschicht metallization
27 27
Antennen-Trägerplatte des Antennenmoduls 20 Antenna carrier plate of the antenna module 20
27.1 27.1
erste Flachseite der Antennen-Trägerplatte 27 first flat side of the antenna support plate 27
27.2 27.2
zweite Flachseite der Antennen-Trägerplatte 27 second flat side of the antenna carrier plate 27
30 30
Prüfadapter Test Fixtures

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Norm WR 10 oder WR 12 [0012] Standard WR 10 or WR 12 [0012]
  • Norm WR 10 oder WR 12 [0021] Standard WR 10 or WR 12 [0021]
  • Norm WR 10 oder WR 12 [0034] Standard WR 10 or WR 12 [0034]
  • Norm WR 10 oder WR 12 [0035] Standard WR 10 or WR 12 [0035]
  • Norm WR 10 oder WR 12 [0041] Standard WR 10 or WR 12 [0041]
  • Norm WR 10 oder WR 12 [0043] Standard WR 10 or WR 12 [0043]

Claims (11)

Sende- und Empfangseinheit (1), umfassend: – ein HF-Modul (10), welches eine auf einer ersten Flachseite (11.1) einer HF-Trägerplatte (11) angeordnete HF-Leiterplatte (12) mit einer Radarsignale erzeugenden und/oder empfangenden integrierten Schaltung (13) sowie einen integrierten Wellenleiter (14) für die erzeugten Radarsignale aufweist, wobei der Wellenleiter (14) auf einer der ersten Flachseite (11.1) gegenüberliegenden zweiten Flachseite (11.2) der HF-Trägerplatte (12) mit einem offenen Ende (14.1) als erste Radarschnittstelle (15) endet und die zweite Flachseite (11.2) als mechanische Flächenschnittstelle (16) ausgebildet ist, – ein Antennenmodul (20) mit einer auf einer Antennen-Leiterplatte (21) angeordneten Antennenstruktur (22), mit einem mit der Antennenstruktur (22) verbundenen Wellenleiter (23) und mit einer mechanischen Flächenschnittstelle (24), wobei der Wellenleiter (23) mit einem offenen Ende (23.1) als zweite Radarschnittstelle (24) an der mechanischen Flächenschnittstelle (25) endet, und – eine mechanische Schnittstelle (30) zum Verbinden des HF-Moduls (10) mit dem Antennenmodul (20) und zum Verbinden der ersten und zweiten Radarschnittstellen (15, 24), welche von den Flächenschnittstellen (16, 25) des HF-Moduls (10) und des Antennenmoduls (20) gebildet wird. Transmitting and receiving unit ( 1 ), comprising: - an RF module ( 10 ), which one on a first flat side ( 11.1 ) of an HF carrier plate ( 11 ) arranged HF circuit board ( 12 ) with a radar signal generating and / or receiving integrated circuit ( 13 ) and an integrated waveguide ( 14 ) for the generated radar signals, wherein the waveguide ( 14 ) on one of the first flat side ( 11.1 ) opposite second flat side ( 11.2 ) of the HF carrier plate ( 12 ) with an open end ( 14.1 ) as the first radar interface ( 15 ) ends and the second flat side ( 11.2 ) as a mechanical surface interface ( 16 ), - an antenna module ( 20 ) with one on an antenna circuit board ( 21 ) arranged antenna structure ( 22 ), with one with the antenna structure ( 22 ) connected waveguides ( 23 ) and with a mechanical surface interface ( 24 ), wherein the waveguide ( 23 ) with an open end ( 23.1 ) as a second radar interface ( 24 ) at the mechanical surface interface ( 25 ), and - a mechanical interface ( 30 ) for connecting the RF module ( 10 ) with the antenna module ( 20 ) and for connecting the first and second radar interfaces ( 15 . 24 ), which of the surface interfaces ( 16 . 25 ) of the RF module ( 10 ) and the antenna module ( 20 ) is formed. Sende- und Empfangseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Radarschnittstelle (15, 24) jeweils als standardisierte Schnittstelle ausgebildet ist. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first and second radar interfaces ( 15 . 24 ) is each designed as a standardized interface. Sende- und Empfangseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur HF-Trägerplatte (11) benachbarte Flachseite (21.1) der Antennen-Leiterplatte (21) mit einer die mechanische Flächenschnittstelle (25) bildende Metallisierungsschicht (26) ausgebildet ist. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the RF carrier plate ( 11 ) adjacent flat side ( 21.1 ) of the antenna circuit board ( 21 ) with a mechanical surface interface ( 25 ) forming metallization layer ( 26 ) is trained. Sende- und Empfangseinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur (22) des Antennenmoduls (20) auf der zur HF-Trägerplatte (11) abgewandten Flachseite (21.2) der Antennen-Leiterplatte (21) angeordnet ist und das offene Ende (23.1) des Wellenleiters (23) des Antennenmoduls (20) in der Metallisierungsschicht (26) gebildet ist. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the antenna structure ( 22 ) of the antenna module ( 20 ) on the HF carrier plate ( 11 ) facing away flat side ( 21.2 ) of the antenna circuit board ( 21 ) and the open end ( 23.1 ) of the waveguide ( 23 ) of the antenna module ( 20 ) in the metallization layer ( 26 ) is formed. Sende- und Empfangseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmodul (20) mit einer Antennen-Trägerplatte (27) ausgebildet ist, wobei auf einer ersten Flachseite (27.1) der Antennen-Trägerplatte (27) die Antennen-Leiterplatte (21) angeordnet ist und die der ersten Flachseite (27.1) gegenüberliegenden zweite Flachseite (27.2) der Antennen-Trägerplatte (27) als mechanische Flächenschnittstelle (25) ausgebildet ist. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna module ( 20 ) with an antenna carrier plate ( 27 ) is formed, wherein on a first flat side ( 27.1 ) of the antenna carrier plate ( 27 ) the antenna circuit board ( 21 ) and the first flat side ( 27.1 ) opposite second flat side ( 27.2 ) of the antenna carrier plate ( 27 ) as a mechanical surface interface ( 25 ) is trained. Sende- und Empfangseinheit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenstruktur (22) des Antennenmoduls (20) sowie ein Hohlleiter-Transformator (22.1) auf der zur Antennen-Trägerplatte (27) abgewandten Flachseite (21.2) der Antennen-Leiterplatte (21) angeordnet ist und der Wellenleiter (23) des Antennenmoduls (20) den Hohlleiter-Transformator (22.1) mit der zweiten Radarschnittstelle (24) verbindet. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the antenna structure ( 22 ) of the antenna module ( 20 ) and a waveguide transformer ( 22.1 ) on the antenna carrier plate ( 27 ) facing away flat side ( 21.2 ) of the antenna circuit board ( 21 ) and the waveguide ( 23 ) of the antenna module ( 20 ) the waveguide transformer ( 22.1 ) with the second radar interface ( 24 ) connects. Sende- und Empfangseinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (23) des Antennenmoduls (20) senkrecht zu den Flachseiten (27.1, 27.2) der Antennen-Trägerplatte (27) und der Antennen-Leiterplatte (21) verläuft. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the waveguide ( 23 ) of the antenna module ( 20 ) perpendicular to the flat sides ( 27.1 . 27.2 ) of the antenna carrier plate ( 27 ) and the antenna circuit board ( 21 ) runs. Sende- und Empfangseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltung (13) auf der HF-Leiterplatte (12) trägerplattenseitig angeordnet ist und dabei in eine in der HF-Trägerplatte (11) angeordnete Mulde (11.3) ragt, wobei die Mulde (11.3) wellenleitermäßig an den Wellenleiter (14) des HF-Moduls (10) angeschlossen ist. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the integrated circuit ( 13 ) on the RF board ( 12 ) carrier plate side is arranged and in one in the RF carrier plate ( 11 ) arranged trough ( 11.3 ) protrudes, the trough ( 11.3 ) waveguide to the waveguide ( 14 ) of the RF module ( 10 ) connected. Sende- und Empfangseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Schaltung (13) auf der HF-Leiterplatte (12) auf der trägerplattenabgewandten Flachseite (12.1) der HF-Leiterplatte (12) in einem Hohlleiter-Transformator (17) angeordnet ist, wobei der Hohlleiter-Transformator (17) wellenleitermäßig an den Wellenleiter (14) des HF-Moduls (10) angeschlossen ist. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the integrated circuit ( 13 ) on the RF board ( 12 ) on the carrier plate facing away flat side ( 12.1 ) of the RF circuit board ( 12 ) in a waveguide transformer ( 17 ), wherein the waveguide transformer ( 17 ) waveguide to the waveguide ( 14 ) of the RF module ( 10 ) connected. Sende- und Empfangseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (14) des HF-Moduls (10) senkrecht zur ersten und zweiten Flachseite (12.1, 12.2) der HF-Trägerplatte (11) verläuft. Transmitting and receiving unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguide ( 14 ) of the RF module ( 10 ) perpendicular to the first and second flat sides ( 12.1 . 12.2 ) of the HF carrier plate ( 11 ) runs. Verfahren zur Herstellung einer Sende- und Empfangseinheit (1), insbesondere einer Sende- und Empfangseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Verfahrensschritten: – Herstellen eines HF-Moduls (10), welches eine auf einer ersten Flachseite (11.1) einer HF-Trägerplatte (11) angeordnete HF-Leiterplatte (12) mit einer Radarsignale erzeugenden und/oder empfangenden integrierten Schaltung (13) sowie einen integrierten Wellenleiter (14) für die erzeugten Radarsignale aufweist, wobei der Wellenleiter (14) ausgebildet wird auf einer der ersten Flachseite (11.1) gegenüberliegenden zweiten Flachseite (11.2) der HF-Trägerplatte (11) mit einem offenen Ende (14.1) als erste Radarschnittstelle (15) zu enden und die zweite Flachseite (11.2) als mechanische Flächenschnittstelle (16) ausgebildet wird, – Herstellen eines Antennenmoduls (20) mit einer auf einer Antennen-Leiterplatte (21) angeordneten Antennenstruktur (22), einem mit der Antennenstruktur (23) verbundenen Wellenleiter (23) und einer mechanischen Flächenschnittstelle (25), wobei der Wellenleiter (23) ausgebildet wird mit einem offenen Ende (23.1) als zweite Radarschnittstelle (24) an der mechanischen Flächenschnittstelle (25) zu enden, – Prüfen des HF-Moduls (10) und des Antennenmoduls (20) jeweils durch Anschluss eines Prüfadapters (30) an die erste und zweite Radarschnittstelle (15, 24), und – Herstellen einer mechanischen Schnittstelle (30) zum Verbinden des HF-Moduls (10) mit dem Antennenmodul (20) und zum Verbinden der ersten und zweiten Radarschnittstellen (15, 24) durch flächenschlüssiges Verbinden der Flächenschnittstellen (16, 25) des HF-Modul (10) und des Antennenmoduls (20). Method for producing a transmitting and receiving unit ( 1 ), in particular a transmitting and receiving unit ( 1 ) according to one of the preceding claims with the following method steps: - producing an HF module ( 10 ), which one on a first flat side ( 11.1 ) of an HF carrier plate ( 11 ) arranged HF circuit board ( 12 ) with a radar signal generating and / or receiving integrated circuit ( 13 ) and an integrated waveguide ( 14 ) for the generated radar signals, wherein the waveguide ( 14 ) is formed on one of the first flat side ( 11.1 ) opposite second flat side ( 11.2 ) of the HF carrier plate ( 11 ) with an open end ( 14.1 ) as the first radar interface ( 15 ) and the second flat side ( 11.2 ) as a mechanical surface interface ( 16 ) is formed, - manufacture of an antenna module ( 20 ) with one on an antenna circuit board ( 21 ) arranged antenna structure ( 22 ), one with the antenna structure ( 23 ) connected waveguides ( 23 ) and a mechanical surface interface ( 25 ), wherein the waveguide ( 23 ) is formed with an open end ( 23.1 ) as a second radar interface ( 24 ) at the mechanical surface interface ( 25 ), - checking the RF module ( 10 ) and the antenna module ( 20 ) each by connecting a test adapter ( 30 ) to the first and second radar interfaces ( 15 . 24 ), and - producing a mechanical interface ( 30 ) for connecting the RF module ( 10 ) with the antenna module ( 20 ) and for connecting the first and second radar interfaces ( 15 . 24 ) by area-locking connection of the surface interfaces ( 16 . 25 ) of the RF module ( 10 ) and the antenna module ( 20 ).
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