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Die Erfindung betrifft einen Radarsensor für ein Kraftfahrzeug. Der Radarsensor umfasst einen als Platte ausgebildeten ersten Schaltungsträger mit einer Radarantennenanordnung und zumindest einen als Platte ausgebildeten zweiten Schaltungsträger mit zumindest einer Signalverarbeitungseinrichtung. Der erste Schaltungsträger und der zweite Schaltungsträger sind auf einem Trägerelement des Radarsensors angeordnet. Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung mit einem Radarsensor sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Anordnung.
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Radarsensoren für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt. So haben planare Patchantennen des Radarsensors auf Hochfrequenzsubstrat beispielsweise je nach Frequenzbereich eine physikalisch durch die Wellenlänge bedingte Mindestgröße. Bei Radarsensoren im ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) um 24 GHz werden die Patchantennen üblicherweise auf einem Schaltungsträger angeordnet. Zu dem Schaltungsträger parallel wird ein weiterer Schaltungsträger mit beispielsweise einer Signalverarbeitungseinrichtung und einer Energieversorgungseinrichtung angeordnet. Der Platz, den die Patchantennen bei dieser Frequenz auf dem Schaltungsträger benötigen, ist vergleichbar mit dem Platz, welchen die Signalverarbeitungseinrichtung und die Energieversorgungseinrichtung auf dem weiteren Schaltungsträger benötigen.
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Vorliegend gilt das Interesse nun vorzugsweise einem Radarsensor, welcher in einem Frequenzbereich von 76 GHz oder mehr betrieben wird. Durch die kleinere Wellenlänge können die Patchantennen kleiner als bei beispielsweise 24 GHz ausgebildet werden. Mit höheren Frequenzen kann üblicherweise eine höhere Auflösung erreicht werden. Die Möglichkeit mit höheren Frequenzen eine höhere Auflösung zu erzielen, hängt allerdings mit einer größeren zu verarbeitenden Signalbandbreite und einer größeren Stromaufnahme zusammen, wodurch auch der Raumbedarf für die Signalverarbeitungseinrichtung und die Energieversorgungseinrichtung zunimmt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Radarsensor, eine Anordnung sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei welchen Komponenten des Radarsensors effektiver und raumsparender angeordnet werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Radarsensor, durch eine Anordnung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Ein erfindungsgemäßer Radarsensor für ein Kraftfahrzeug umfasst einen als Platte ausgebildeten ersten Schaltungsträger mit einer Radarantennenanordnung und zumindest einen als Platte ausgebildeten zweiten Schaltungsträger mit zumindest einer Signalverarbeitungseinrichtung. Der erste Schaltungsträger und der zweite Schaltungsträger sind auf einem Trägerelement des Radarsensors angeordnet. Als ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Schaltungsträger und der zweite Schaltungsträger in einem Winkel auf dem Trägerelement zueinander angeordnet sind.
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Durch den Winkel sind die Komponenten des Radarsensors, also zumindest die Radarantennenanordnung effektiver und raumsparender in einem Gehäuse des Radarsensors angeordnet.
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So wird der erste Schaltungsträger beispielsweise nur so groß ausgebildet, wie dies wegen der Radarantennenanordnung erforderlich ist. Ebenso kann der zweite Schaltungsträger mit den entsprechenden Abmessungen bereitgestellt werden, welche für das Anordnen der Signalverarbeitungseinrichtung auf dem zweiten Schaltungsträger notwendig sind. Da insbesondere bei den Betriebsfrequenzen um 76 Gigahertz oder mehr kleinere Radarantennen und somit eine kompaktere Radarantennenanordnung genutzt werden kann, als dies bei niedrigeren Frequenzen der Fall ist, kann der erste Schaltungsträger kleiner hinsichtlich seinen Abmessungen ausgebildet werden als der zweite Schaltungsträger. Vorteilhaft ist es nun, wenn der erste Schaltungsträger und der zweite Schaltungsträger in dem Winkel zueinander angeordnet sind, weil dadurch die Fläche des Radarsensors, welche sich senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung des Radarsensors erstreckt, lediglich so groß gestaltet werden muss, wie die äußeren Abmessungen des ersten Schaltungsträgers dies erfordern. In der Tiefe des Radarsensors, also parallel zu der Hauptabstrahlrichtung des Radarsensors, kann sich der zweite Schaltungsträger so weit erstrecken, wie dies durch das Anordnen von zumindest der Signalverarbeitungseinrichtung notwendig ist. Der Vorteil des länglichen und bezüglich des Stands der Technik schmäleren Radarsensors – bezüglich der Seite der Hauptabstrahlrichtung des Radarsensors – führt auch dazu, dass der Radarsensor näher an gekrümmte Oberflächen, beispielsweise einem Kraftfahrzeugteil, angeordnet werden kann, als wenn die Seite der Hauptabstrahlrichtung des bekannten Radarsensors größer beziehungsweise breiter, ausgebildet ist. Je näher der Radarsensor mit der Antennenanordnung an dem Kraftfahrzeugteil angeordnet ist, desto weniger Mehrwegausbreitungen des Radarsignals treten auf und der Radarsensor kann qualitativ hochwertigere Information bereitstellen.
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Die in dem Winkel zueinander angeordneten Schaltungsträger sind insbesondere als ebene Platten ausgebildet. Diese Schaltungsträger werden an dem Trägerelement angeordnet. Der Winkel wird insbesondere durch das Trägerelement vorgegeben. Die Schaltungsträger sind insbesondere als ebene Leiterplatten ausgebildet.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Winkel zwischen 85° bis 95°, insbesondere 90°, beträgt. Es ist also insbesondere vorgesehen, dass der erste Schaltungsträger und der zweite Schaltungsträger zueinander im Wesentlichen senkrecht angeordnet sind. Durch den Winkel kann also ein kleiner Schaltungsträger, insbesondere der erste Schaltungsträger, und ein großer Schaltungsträger insbesondere der zweite Schaltungsträger, derart in einem Gehäuse des Radarsensors angeordnet werden, dass eine Seite des Radarsensors die Abmessungen des kleinen Schaltungsträgers aufweist und eine senkrecht dazu ausgerichtete Seite des Radarsensors die Abmessungen des großen Schaltungsträgers aufweist. Wäre der Winkel nicht vorhanden und der erste Schaltungsträger wäre parallel zu dem zweiten Schaltungsträger ausgerichtet, so könnte die Raumersparnis durch den kleineren Schaltungsträger nicht genutzt werden. Weiterhin könnte dann das Gehäuse des Radarsensors auf der Seite der Hauptabstrahlrichtung nicht in den Abmessungen des ersten Schaltungsträgers bereitgestellt werden. Durch den Winkel sind die Komponenten des Radarsensors also effektiver und raumsparender in dem Gehäuse des Radarsensors angeordnet.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das Trägerelement zur Aufnahme der Schaltungsträger T-förmig ausgebildet ist. Durch die T-förmige Ausgestaltung des Trägerelements kann die Anordnung des ersten Schaltungsträgers und des zweiten Schaltungsträgers mit dem Winkel bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Trägerelement einen langen Schenkel und einen dazu senkrecht angeordneten kurzen Schenkel aufweist, wobei der erste Schaltungsträger an dem kurzen Schenkel angeordnet ist und der zweite Schaltungsträger an dem langen Schenkel angeordnet ist. Die Schenkel sind beispielsweise jeweils insbesondere viereckig und/oder rechteckig bezüglich ihrer Haupterstreckungsrichtung ausgebildet, können aber auch einer Kontur einer Einbauposition in dem Kraftfahrzeug angepasst sein. Insbesondere kann der lange Schenkel in der Tiefe bezüglich der Einbausposition angepasst sein. Durch den kurzen Schenkel kann der erste Schaltungsträger, welcher insbesondere kleiner ist, aufgenommen werden, während durch den langen Schenkel der, insbesondere größere, zweite Schaltungsträger aufgenommen werden kann. Weiterhin vorteilhaft ist, dass sich durch den kurzen Schenkel somit im Wesentlichen die Abmessungen des Gehäuses des Radarsensors senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung festlegen lassen und die Anordnung des Radarsensors beispielsweise an einem gekrümmten Kraftfahrzeugteil des Kraftfahrzeugs deswegen effektiver, insbesondere mit stark reduzierten Mehrwegausbreitungen, erfolgen kann. Der lange Schenkel wiederum bietet genug Platz, damit sich der zweite Schaltungsträger mit zumindest der Signalverarbeitungseinrichtung in die Tiefe erstrecken kann. Somit wird also auch ausreichend Platz für die Signalverarbeitungseinrichtung, welche beispielsweise die Signale im Frequenzbereich um 76 GHz oder mehr verarbeitet, bereitgestellt.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der kurze Schenkel eine Öffnung aufweist, durch welche sich ein elektrisches Verbindungselement des Radarsensors erstreckt, welches den ersten Schaltungsträger und den zweiten Schaltungsträger verbindet. Durch die Öffnung kann das elektrische Verbindungselement platzsparend hindurchgeführt werden. Weiterhin kann das elektrische Verbindungselement zwischen dem ersten Schaltungsträger und dem zweiten Schaltungsträger aufgrund der Öffnung kürzer ausgebildet werden, als wenn dieses mangels Öffnung um den kurzen Schenkel herum geführt werden müsste. Es wird somit Material bei dem elektrischen Verbindungselement gespart und der Radarsensor wird mit weniger Gewicht bereitgestellt.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der lange Schenkel an der dem kurzen Schenkel gegenüberliegenden Seite eine Aussparung, insbesondere eine randseitig offene Aussparung, aufweist. Durch die Aussparung kann beispielsweise ein elektrisches Verbindungselement geführt werden, welches einen dritten Schaltungsträger, auf der anderen Seite des langen Schenkels als der zweite Schaltungsträger, mit dem zweiten Schaltungsträger verbindet. Durch die Aussparung kann der Radarsensor also wiederum bauraumsparender ausgebildet werden. Zudem kann durch die Verteilung von elektronischen Bauteilen des Radarsensors auf dem dritten Schaltungsträger zusätzlich Bauraum eingespart werden.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass das Trägerelement zumindest eine mit zumindest dem langen Schenkel verbundene Seitenwand aufweist. Die Seitenwand kann beispielsweise als ein Rahmen oder eine Einfassung des langen Schenkels betrachtet werden. Durch die Seitenwand werden die Schaltungsträger, insbesondere der zweite Schaltungsträger, in einer Art Wanne des Trägerelements angeordnet. Das Trägerelement wird durch die Seitenwand auf den Seiten des langen Schenkels, also wannenförmig beziehungsweise behälterförmig, ausgebildet. Durch die Seitenwand kann beispielsweise Wärme von dem langen Schenkel und/oder dem kurzen Schenkel abgeleitet werden und es kann beispielsweise auch ein erweiterter Schutz für das Einwirken oder das Ausstrahlen von elektromagnetischer Strahlung auf beziehungsweise von dem Schaltungsträger auf den langen Schenkel, insbesondere den zweiten Schaltungsträger, bereitgestellt werden.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Seitenwand als Wärmeableitelement ausgebildet ist und thermisch mit dem langen Schenkel und/oder dem kurzen Schenkel gekoppelt ist. So kann durch die Seitenwand zusätzlich Wärme von dem langen Schenkel und/oder dem kurzen Schenkel abtransportiert werden. Zudem wird durch die Seitenwand eine größere Oberfläche für das Abführen der Wärme bereitgestellt. Ergänzend kann die Seitenwand zusätzlich mit Kühlrillen versehen sein. Durch die Kühlrillen kann die Oberfläche der Seitenwand weiterhin vergrößert werden, und die Wärmeabfuhr kann dadurch effektiver erfolgen. Die Seitenwand kann ebenso wie das Trägerelement aus Metall gefertigt sein, um das Ableiten der Wärme effektiv durchzuführen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Radarsensor einen dritten Schaltungsträger mit einer Energieversorgungseinrichtung umfasst. So kann der zweite Schaltungsträger lediglich die Signalverarbeitungseinrichtung umfassen. Losgelöst von der Signalverarbeitungseinrichtung kann die Energieversorgungseinrichtung dann auf dem dritten Schaltungsträger bereitgestellt werden. Vorteilhaft an der Trennung der Signalverarbeitungseinrichtung und der Energieversorgungseinrichtung ist, dass dadurch ein gegenseitiger Schutz vor elektromagnetischer Strahlung untereinander bereitgestellt werden kann. Weiterhin kann der Radarsensor durch die getrennte Anordnung der Signalverarbeitungseinrichtung und der Energieversorgungseinrichtung flexibler konzipiert werden. So kann der zweite Schaltungsträger an einer anderen Stelle des Radarsensors angeordnet werden als der dritte Schaltungsträger. Dies kann auch eine Auswirkung auf die äußeren Abmessungen des Radarsensors haben. Weiterhin kann auch Wärme, welche durch die Signalverarbeitungseinrichtung und die Energieversorgungseinrichtung entsteht, leichter abgeführt werden, wenn der dritte Schaltungsträger die Energieversorgungseinrichtung umfasst und diese somit nicht mehr auf dem zweiten Schaltungsträger angeordnet ist. Die Energieversorgungseinrichtung kann beispielsweise eine Spannungsversorgung und eine Spannungsaufbereitung des Radarsensors umfassen.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Energieversorgungseinrichtung und/oder die Signalverarbeitungseinrichtung zumindest teilweise durch Wärmeleitelemente mit dem Trägerelement verbunden ist. Insbesondere werden Bauteile der Energieversorgungseinrichtung und/oder der Signalverarbeitungseinrichtung mit den Wärmeleitelementen beziehungsweise mit Wärmeleitpads an das Trägerelement angebunden, welche eine hohe Stromaufnahme bewirken. Durch die Wärmeleitelemente kann die Wärme der Energieversorgungseinrichtung und/oder der Signalverarbeitungseinrichtung effektiver an das Trägerelement abgegeben werden, um schließlich von dem Trägerelement weiterverteilt zu werden, beispielsweise in die Seitenwand, um letztendlich an die Luft in der Umgebung abgegeben zu werden. So kann durch die Wärmeleitelemente der Radarsensor mit einer kühleren Energieversorgungseinrichtung und/oder einer kühleren Signalverarbeitungseinrichtung bereitgestellt werden.
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Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass der zweite Schaltungsträger und der dritte Schaltungsträger mittels einer durch die Aussparung geführten flexiblen elektrischen Verbindung verbunden sind. Durch die flexible elektrische Verbindung können der zweite Schaltungsträger und der dritte Schaltungsträger raumsparend miteinander verbunden werden. Die flexible elektrische Verbindung wird durch die Aussparung geführt und kann dadurch zusätzlich raumsparend vorliegen. Auch ist die flexible elektrische Verbindung in der Aussparung vor mechanischen äußeren Einwirkungen geschützt.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Trägerelement als elektromagnetisches Abschirmelement zum elektromagnetischen Abschirmen der jeweiligen Schaltungsträger zueinander ausgebildet ist. So liegt das Trägerelement insbesondere jeweils zwischen der Radarantennenanordnung, der Energieversorgungseinrichtung und der Signalverarbeitungseinrichtung. Die elektromagnetische Strahlung, welche also von dem ersten Schaltungsträger, also der Radarantennenanordnung, zu dem zweiten Schaltungsträger, also der Signalverarbeitungseinrichtung, vordringen möchte, wird durch den kurzen Schenkel des Trägerelements abgeschirmt. Auch wird die Energieversorgungseinrichtung dahingehend abgeschirmt, dass der lange Schenkel verhindert, dass elektromagnetische Strahlung zu der Signalverarbeitungseinrichtung vordringt. Durch den kurzen Schenkel wird auch eine Auswirkung der elektromagnetischen Strahlung der Radarantennenanordnung auf eine Schnittstelle des Radarsensors zu dem Kraftfahrzeug verhindert.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst einen erfindungsgemäßen Radarsensor und ein Kraftfahrzeugteil eines Kraftfahrzeugs. Der Radarsensor ist mit seiner Vorderseite, welche insbesondere durch eine Hauptabstrahlrichtung des Radarsensors festgelegt ist, einem gekrümmten Bereich des Kraftfahrzeugteils zugewandt. Das bedeutet, dass die Längsachse des Radarsensors auf den gekrümmten Bereich des Kraftfahrzeugteils trifft.
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Die Anordnung des Radarsensors kann effektiver als bei bekannten Radarsensoren erfolgen. So wird der Radarsensor näher an dem Kraftfahrzeugteil angeordnet, als dies bei bekannten Radarsensoren aufgrund der Breite des Gehäuses des bekannten Radarsensors möglich ist. Je schmäler das Gehäuse des Radarsensors auf der Seite der Hauptabstrahlrichtung ist, desto näher kann der Radarsensor in dem gekrümmten Bereich an dem Kraftfahrzeugteil angeordnet werden. Je näher der Radarsensor wiederum an dem Kraftfahrzeugteil angeordnet wird, desto weniger Mehrwegausbreitungen werden erzeugt. Die Mehrwegausbreitungen sind unerwünscht und führen zu einer Verschlechterung der durch den Radarsensor bereitgestellten Umgebungsinformation.
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Das Kraftfahrzeugteil kann beispielsweise als eine Stoßfängerverkleidung oder ein Scheinwerfer ausgebildet sein. So weist die Stoßfängerverkleidung beispielsweise jeweils an den vier Ecken des Kraftfahrzeugs den gekrümmten Bereich auf. Auch bei der Anordnung des Radarsensors in dem Scheinwerfer ist es von Vorteil, wenn der Radarsensor schmal ausgebildet ist und somit – im Gegensatz zum bekannten Radarsensor – die Querachse des Radarsensors kürzer als die Längsachse ist.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise auch mehrere der erfindungsgemäßen Anordnungen umfassen.
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Mit Angaben „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „horizontal“, „vertikal“ etc. sind die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch und bestimmungsgemäßem Anordnen des Radarsensors und bei einem dann vor dem Radarsensor stehenden und in Richtung des Radarsensors blickenden Beobachter gegebenen Positionen und Orientierungen angegeben.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die 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 in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen.
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Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines bekannten Radarsensors;
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2 eine schematische Explosionsdarstellung des bekannten Radarsensors;
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3 eine schematische Darstellung einer bekannten Anordnung mit dem bekannten Radarsensor und einem Kraftfahrzeugteil eines Kraftfahrzeugs;
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4 eine weitere schematische Darstellung der bekannten Anordnung mit dem bekannten Radarsensor mit Absorptionsschildern;
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5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Radarsensor;
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6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Radarsensors;
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7 eine schematische Darstellung eines Trägerelements und eines ersten Schaltungsträgers mit einer Radarantennenanordnung des erfindungsgemäßen Radarsensors;
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8 eine schematische Perspektivansicht eines Ausführungsbeispiels des Trägerelements mit zwei Seitenwänden, einer Öffnung und einer Aussparung;
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9 eine weitere schematische Perspektivansicht des Trägerelements mit den Seitenwänden, der Öffnung und der Aussparung; und
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10 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit den Radarsensor und einem Kraftfahrzeugteil des Kraftfahrzeugs.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch ein bekannter Radarsensor 1 gezeigt. Der bekannte Radarsensor 1 weist ein Radom 2 und ein Rückgehäuse 3 mit einer Steckerschnittstelle 4 auf. Senkrecht zu der Vorderseite des Radoms 2 erstreckt sich eine Hauptabstrahlrichtung 5 des bekannten Radarsensors 1. Der bekannte Radarsensor 1 erstreckt sich also bezüglich der Hauptabstrahlrichtung 5 mehr in die Breite, welche sich senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung 5 erstreckt, als in die Tiefe, welche sich parallel zur Hauptabstrahlrichtung 5 erstreckt. Zwischen dem Radom 2 und dem Rückgehäuse 3 ist ein Trägerelement 6 angeordnet. Alternativ kann der bekannte Radarsensor 1 aber auch andere Hauptabstrahlrichtungen als die Hauptabstrahlrichtung 5 aufweisen. So kann eine andere Hauptabstrahlrichtung des bekannten Radarsensors 1 beispielsweise senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 5 verlaufen.
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2 zeigt den bekannten Radarsensor 1 in einer Explosionsdarstellung. So wird gezeigt, dass zwischen dem Trägerelement 6 und dem Radom 2 ein erster Schaltungsträger 7 mit einer Radarantennenanordnung angeordnet ist. Weiterhin sind dazwischen eine erste Silikondichtung 8 und ein Antennenschirm 9 angeordnet. Zwischen dem Trägerelement 6 und dem Rückgehäuse 3 sind eine zweite Silikondichtung 10, ein zweiter Schaltungsträger 11, ein Schild 12 und ein Ventil 13 angeordnet. Anhand der Explosionsdarstellung wird deutlich, dass der erste Schaltungsträger 7 und der zweite Schaltungsträger 11 parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Antennenanordnung auf dem ersten Schaltungsträger 7 benötigt ungefähr so viel Platz, wie eine Signalverarbeitungseinrichtung und eine Energieversorgungseinrichtung auf dem zweiten Schaltungsträger 11. Es ist aus diesem Grund sinnvoll, den ersten Schaltungsträger 7 und den zweiten Schaltungsträger 11 parallel anzuordnen, weil jeweils die gleiche Fläche durch den Schaltungsträger 7, 11 benötigt wird.
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3 zeigt eine bekannte Anordnung 14 mit dem bekannten Radarsensor 1 und einem Kraftfahrzeugteil 15 eines Kraftfahrzeugs 16. Das Kraftfahrzeugteil 15, beispielsweise eine Stoßfängerverkleidung, weist einen gekrümmten Bereich 17 auf. Nachdem sich der bekannte Radarsensor 1 bezüglich der Hauptabstrahlrichtung 5 deutlich in die Breite erstreckt, also senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 5 deutlich erstreckt, so muss der bekannte Radarsensor 1 aufgrund des gekrümmten Bereichs 17 in einem Abstand 18 zu dem Kraftfahrzeugteil 15 angeordnet werden. Der bekannte Radarsensor 1 wird also beispielsweise an einer Karosserie 19 des bekannten Kraftfahrzeugs 16 angeordnet, jedoch so, dass der Abstand 18 zu dem Kraftfahrzeugteil 15 vorhanden ist. Der Abstand 18 ist nötig, da der bekannte Radarsensor 1 aufgrund seiner Breite und des gekrümmten Bereichs 17 nicht näher an dem Kraftfahrzeugteil 15 angeordnet werden kann.
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Durch den Abstand 18 kommt es zu unerwünschten Mehrwegausbreitungen 20 eines Radarsignals 21 des bekannten Radarsensors 1. Wegen der Mehrwegausbreitung 20 wird die Qualität der Information, welche über einen Umgebungsbereich 22 des bekannten Kraftfahrzeugs 16 bereitgestellt wird, verschlechtert.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform der bekannten Anordnung 14. Um dem Problem der Mehrwegausbreitung 20 entgegenzuwirken, wird der bekannte Radarsensor 1 mit Absorptionsschildern 23 versehen. Durch die Absorptionsschilder 23 kann die Mehrwegausbreitung 20 des Radarsignals 21 reduziert werden. Jedoch ist der bekannte Radarsensor 1 immer noch mit dem Abstand 18 zu dem Kraftfahrzeugteil 15 angeordnet, und die Mehrwegausbreitung 20 lässt sich nicht vollständig unterdrücken.
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5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 24 mit einer Anordnung 25. Die Anordnung 25 umfasst ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Radarsensors 26 und ein Kraftfahrzeugteil 27. Das Kraftfahrzeugteil 27 des Kraftfahrzeugs 24 kann beispielsweise als eine Stoßfängerverkleidung oder ein Scheinwerfer ausgebildet sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Radarsensor 26 an einer vorderen linken Ecke 28 des Kraftfahrzeugs 24 angeordnet. Der Radarsensor 26 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass eine Hauptabstrahlrichtung 29 des Radarsensors 26 in einen Umgebungsbereich 30 des Kraftfahrzeugs 24 gerichtet ist. Die Anordnung des Radarsensors 26 ist nicht auf die Anordnung des Radarsensors 26 an der vorderen linken Ecke 28 beschränkt. So kann der Radarsensor 26 vielfältig an dem Kraftfahrzeug 24 angeordnet sein, vorzugsweise allerdings so, dass die Hauptabstrahlrichtung 29 in den Umgebungsbereich 30 gerichtet ist. Es können auch mehrere Radarsensoren 26 an dem Kraftfahrzeug 24 angeordnet sein. So kann beispielsweise an jeder der vier Ecken des Kraftfahrzeugs 24 der Radarsensor 26 angeordnet sein. Der Radarsensor 26 kann beispielsweise hinter oder in dem Kraftfahrzeugteil 27 angeordnet sein. So kann der Radarsensor 26 beispielsweise an allen vier Ecken des Kraftfahrzeugs 24 hinter der Verkleidung des Stoßfängers angeordnet sein und ergänzend oder alternativ jeweils in den Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs 24.
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In den Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs 24 steht für den Radarsensor 26 wenig Platz in der Breite bereit und es ist daher vorteilhaft, wenn der Radarsensor 26 sich eher in die Tiefe erstreckt.
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6 zeigt den Radarsensor 26 in einer Schnittdarstellung. Der Radarsensor 26 umfasst ein Trägerelement 31. Das Trägerelement 31 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel T-förmig ausgebildet und weist einen kurzen Schenkel 32 und einen langen Schenkel 33 auf. An dem kurzen Schenkel 32 ist in Richtung der Hauptabstrahlrichtung 29 ein erster Schaltungsträger 34 angeordnet. Auf der Seite der Hauptabstrahlrichtung 29 des ersten Schaltungsträgers 34 ist eine Radarantennenanordnung 35 angeordnet. Die Radarantennenanordnung 35 weist vorzugsweise planare Patchantennen für einen Frequenzbereich von zumindest 76 GHz auf. Auf der anderen Seite des ersten Schaltungsträgers 34, also zwischen dem ersten Schaltungsträger 34 und dem kurzen Schenkel 32, ist ein Radarchip 36 angeordnet. Der Radarchip 36 kann beispielsweise als ein einzelner vollintegrierter Sende- und Empfangschip ausgebildet sein, welcher beispielsweise auch eine Basisbandfilterung und/oder eine Analog-Digitalwandlung durchführt. Der Radarchip 36 kann aber auch aus mehreren separaten Schaltkreisen bestehen, welche beispielsweise jeweils für den Empfang und/oder das Senden und/oder den spannungsgesteuerten Oszillator vorgesehen sind. Insbesondere ist jedoch vorgesehen, dass der Radarchip 36 als voll integrierter Sende- und Empfangschip bereitgestellt wird, wodurch der Platzbedarf auf dem ersten Schaltungsträger 34 reduziert wird. Die durch den Radarchip 36 erzeugte Wärme kann durch das Trägerelement 31 abgeführt werden.
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Weiterhin weist der Radarsensor 36 an dem langen Schenkel 33 einen zweiten Schaltungsträger 37 auf. Der zweite Schaltungsträger 37 wiederum weist eine Signalverarbeitungseinrichtung 38 auf. Durch die Signalverarbeitungseinrichtung 38 wird das Signal des Radarsensors 26 verarbeitet. Die Signalverarbeitungseinrichtung 38 umfasst einen Mikroprozessor 39, welcher vorzugsweise zwischen dem zweiten Schaltungsträger 37 und dem Trägerelement 31 angeordnet ist. So kann die während des Betriebs des Mikroprozessors 39 entstehende Wärme durch das Trägerelement 31 abgeführt werden.
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Der erste Schaltungsträger 34 und der zweite Schaltungsträger 37 sind dabei in einem Winkel 40 zueinander angeordnet. Der Winkel 40 beträgt vorzugsweise zwischen 85° bis 95°, insbesondere 90°. Durch den Winkel 40 kann ein e Breite 41 des Radarsensors 26 geringer ausgebildet werden als eine Tiefe 42 des Radarsensors 26.
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Auf einer dem zweiten Schaltungsträger 37 gegenüberliegenden Seite 43 des langen Schenkels 33 ist ein dritter Schaltungsträger 44 des Radarsensors 26 angeordnet. Der dritte Schaltungsträger 44 umfasst eine Energieversorgungseinrichtung 45. Die Energieversorgungseinrichtung 45 weist einen ersten Spannungsregler 46 und einen zweiten Spannungsregler 47 auf. Die Spannungsregler 46, 47 sind vorzugsweise zwischen dem Trägerelement 31 und dem dritten Schaltungsträger 44 angeordnet. So kann die Abwärme der Spannungsregler 46, 47 durch das Trägerelement 31 abtransportiert werden.
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Der kurze Schenkel 32 weist eine Öffnung 48 auf. Durch die Öffnung 48 erstreckt sich ein elektrisches Verbindungselement 49, welches den ersten Schaltungsträger 34 und den zweiten Schaltungsträger 37 verbindet. Weiterhin weist der lange Schenkel 33 an einer dem kurzen Schenkel 32 gegenüberliegenden Seite 50 eine Aussparung 51 auf. Die Aussparung 51 ist insbesondere randseitig offen ausgestaltet. Der zweite Schaltungsträger 37 und der dritte Schaltungsträger 44 sind mittels einer durch die Aussparung 51 geführten flexiblen elektrischen Verbindung 52 miteinander verbunden.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind der erste Schaltungsträger 34 und der dritte Schaltungsträger 44 auch in dem Winkel 40 zueinander angeordnet. Der zweite Schaltungsträger 37 und der dritte Schaltungsträger 44 sind somit insbesondere im Wesentlichen parallel angeordnet und erstrecken sich in die Tiefe 42 des Radarsensors 26.
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In einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform kann der Mikroprozessor 39 beispielsweise auf der dem Trägerelement 31 abgewandten Seite des zweiten Schaltungsträgers 37 angeordnet sein. Es können dann beispielsweise Thermodrähte von dem Mikroprozessor 39 durch den zweiten Schaltungsträger 37 hindurch auf das Trägerelement 31 geführt werden, um die Abwärme des Mikroprozessors 39 über das Trägerelement 31 abzuführen. Es können auch andere Komponenten der Signalverarbeitungseinrichtung 38 und/oder der Energieversorgungseinrichtung 45 durch die Thermodrähte mit dem Trägerelement 31 verbunden sein. Die Thermodrähte leiten die Wärme beispielsweise zunächst auf die gegenüberliegende Seite des jeweiligen Schaltungsträgers (34, 37, 44), um die Wärme an das Trägerelement 31 abzugeben. Um die Wärme effektiv abgeben zu können, werden beispielsweise sogenannte Thermopads und/oder Thermogels eingesetzt.
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Durch die gezeigte Anordnung des ersten Schaltungsträgers 34, des zweiten Schaltungsträgers 37 und des dritten Schaltungsträgers 44 sind die Schaltungsträger 34, 37, 44 durch das Trägerelement 31 voneinander elektromagnetisch abgeschirmt. Das Trägerelement 31 ist somit als elektromagnetisches Abschirmelement ausgebildet. Insbesondere kann die Signalverarbeitungseinrichtung 38 dadurch beispielsweise wesentlich weniger durch elektromagnetische Strahlung der Energieversorgungseinrichtung 45 beeinflusst werden. Das Trägerelement 31 ist dazu beispielsweise aus Metall ausgebildet. Zudem kann der Einfluss auf eine Leistungsfähigkeit von elektrischen Komponenten auf dem ersten Schaltungsträger 34, insbesondere bezüglich einer Sauberkeit des analogen Radarsignals, durch, insbesondere digitale, Störungen ausgehend von dem zweiten Schaltungsträger 37 und/oder dem dritten Schaltungsträger 44 reduziert werden.
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7 zeigt das Trägerelement 31 mit der Öffnung 48. In einer Explosionsdarstellung ist der erste Schaltungsträger 34 vor dem kurzen Schenkel 32 gezeigt. Der erste Schaltungsträger 34 weist die Radarantennenanordnung 35 und einen Stecker 53 auf. Die Radarantennenanordnung 35 umfasst Sendeantennen 54 und Empfangsantennen 55. Die Öffnung 48 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Stecker 53 und/oder das elektrische Verbindungselement 49 hindurchgesteckt werden können. Durch die T-förmige Ausgestaltung des Trägerelements 31 kann der Winkel 40 bereitgestellt werden.
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8 zeigt das Trägerelement 31. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 8 weist das Trägerelement 31 an dem langen Schenkel 33 eine erste Seitenwand 56 und eine zweite Seitenwand 57 auf. Durch die Seitenwände 56, 57 wird das Trägerelement 31 wannenförmig beziehungsweise behälterförmig ausgebildet. Durch die Seitenwände 56, 57 kann Abwärme, welche durch das Trägerelement 31 von der Radarantennenanordnung 35 und/oder der Signalverarbeitungseinrichtung 38 und/oder der Energieversorgungseinrichtung 45 abgeführt wird, zusätzlich besser an die Umgebung abgegeben werden. Durch die Seitenwände 56, 57 wird also die Oberfläche zur Kühlung des Trägerelements 31 vergrößert. Die Seitenwände 56, 57 können nicht weiter dargestellte Kühlrillen aufweisen, um die Abwärme besser an die Umgebung abgeben zu können. Weiterhin zeigt 8 die Öffnung 48 und die Aussparung 51. Durch die Seitenwände 56, 57 kann auch eine erhöhte elektromagnetische Abschirmung bereitgestellt werden. So kann der zweite Schaltungsträger 37 und/oder der dritte Schaltungsträger 44 von außerhalb des Radarsensors 26 erzeugter elektromagnetischer Strahlung geschützt werden. Ergänzend oder alternativ kann aber auch eine aus dem Radarsensor 26 austretende elektromagnetische Strahlung, beispielsweise von der Signalverarbeitungseinrichtung 38 und/oder der Energieversorgungseinrichtung 45, reduziert werden.
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9 zeigt das Trägerelement 31 in einer gedrehten Ansicht analog zu 8. Wiederum sind die Seitenwände 56, 57, die Öffnung 48 und die Aussparung 51 gezeigt.
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10 zeigt die Anordnung 25. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Radarsensor 26 hinter dem Kraftfahrzeugteil 27 angeordnet. Der Radarsensor 26 ist mit seiner Hauptabstrahlrichtung 29 in Richtung des Kraftfahrzeugteils 27 ausgerichtet. Das Kraftfahrzeugteil 27 weist einen gekrümmten Bereich 58 auf. Das Kraftfahrzeugteil 27 kann beispielsweise als Stoßfängerverkleidung oder als sonstige Karosserieverkleidung ausgebildet sein. Trotz des gekrümmten Bereichs 58 kann der Radarsensor 26 bis auf einen Abstand 59 an das Kraftfahrzeugteil 27 heran angeordnet werden. Der Abstand 59 zwischen dem Kraftfahrzeugteil 27 und dem Radarsensor 26 ist somit geringer als der Abstand 18 zwischen dem bekannten Radarsensor 1 und dem Kraftfahrzeugteil 15. Dies führt zu einer reduzierten Mehrwegausbreitung. Die Information über den Umgebungsbereich 30 kann mit dem Radarsensor 26 also qualitativ hochwertiger, insbesondere ohne Störeinflüsse durch die Mehrwegausbreitung beziehungsweise multiple Reflektionen, bereitgestellt werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 10 ist der Radarsensor 26 an einer Karosserie 60 des Kraftfahrzeugs 24 angeordnet. Die Anordnung des Radarsensors 26 ist jedoch vielfältig möglich.
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So ist die Anordnung 25 des Radarsensors 26 beispielsweise auch in einem Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs 24 vorgesehen. Der Scheinwerfer kann beispielsweise als Front- oder Heckscheinwerfer ausgebildet sein.
