DE102016007386A1 - Radar system for environment detection for a vehicle, in particular for a motor vehicle - Google Patents

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Jürgen Dickmann
Klaudius Werber
Markus Hahn
Jens Klappstein
Nils Appenrodt
Hans-Ludwig Bloecher
Alfons Sailer
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem zur Umfelderfassung für ein Fahrzeug, mit einer eine Mehrzahl von Antennenelementen (18) umfassenden Antenneneinrichtung (16) zum Empfangen und/oder Senden von Funkwellen, wobei die Antennenelemente (18) durch jeweilige, einzelne Strukturelemente (14) eines Kühlergrills (10) für das Fahrzeug gebildet sind.The invention relates to a radar system for environment detection for a vehicle, comprising an antenna device (16) comprising a plurality of antenna elements (18) for receiving and / or transmitting radio waves, the antenna elements (18) being formed by respective individual structural elements (14) of a radiator grille (10) are formed for the vehicle.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Radarsystem zur Umfelderfassung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a radar system for detecting surroundings for a vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • Ein solches Radarsystem zur Umfelderfassung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 200 690 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Radarsystem weist dabei eine eine Mehrzahl von Antennenelementen umfassende Antenneneinrichtung zum Empfangen und/oder Senden von Funkwellen auf. Die Funkwellen werden auch als Radarwellen bezeichnet und sind elektromagnetische Wellen, welche über die Antenneneinrichtung und insbesondere über die Antennenelemente empfangen und/oder ausgesendet werden können. Beispielsweise wird zumindest ein Teil der ausgesendeten Funkwellen von wenigstens einem in der Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Objekt reflektiert, wobei die reflektierten Funkwellen mittels der Antennenelemente empfangen werden können. Durch eine Laufzeitberechnung kann dann beispielsweise ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem in der Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Objekt ermittelt werden.Such a radar system for environment detection for a vehicle, in particular for a motor vehicle, for example, is already the DE 10 2014 200 690 A1 to be known as known. The radar system has an antenna device comprising a plurality of antenna elements for receiving and / or transmitting radio waves. The radio waves are also referred to as radar waves and are electromagnetic waves which can be received and / or transmitted via the antenna device and in particular via the antenna elements. For example, at least a part of the transmitted radio waves is reflected by at least one object arranged in the surroundings of the vehicle, wherein the reflected radio waves can be received by means of the antenna elements. A runtime calculation can then be used to determine, for example, a distance between the vehicle and the object arranged in the surroundings of the vehicle.
  • Des Weiteren offenbart die DE 10 2014 201 728 A1 ein Radarsystem zur Umfelderfassung für ein Fahrzeug, mit einer Platine, mit einer eine Oberseite und eine Unterseite umfassenden Substratschicht, mit einer auf der Oberseite aufgebrachten und einen Schirmbereich umlaufenden Leiterbahn, entlang welcher ein den Schirmbereich überdeckendes Abschirmgehäuse mit dieser Leiterbahn elektrisch leitend verbunden ist, und mit wenigstens einem in der Substratschicht angeordneten Hohlleiter, der eine seitlich begrenzende Hohlleiterwand sowie eine obere und eine untere Leiterfläche aufweist. Dabei ist die obere Leiterfläche ein Abschnitt der Leiterbahn.Furthermore, the DE 10 2014 201 728 A1 a radar system for detecting surroundings for a vehicle, comprising a circuit board, with a substrate layer comprising a top side and a bottom side, with a conductor track which is applied on the top side and surrounds a screen area along which a shielding housing covering the screen area is electrically conductively connected to this conductor track, and with at least one arranged in the substrate layer waveguide having a laterally delimiting waveguide wall and an upper and a lower conductor surface. In this case, the upper conductor surface is a section of the conductor track.
  • Schließlich offenbart die DE 10 2007 026 759 A1 eine Radiowellen-Sende/Empfangs-Vorrichtung für ein Fahrzeug, mit einer Radiowellen-Sende/Empfangs-Einheit und mit einer Radiowellen-Reflexionseinheit, die an einer vorbestimmten Position nahe der Radiowellen-Sende/Empfangs-Einheit installiert ist und die die Richtung in der von der Radiowellen-Sende/Empfangs-Einheit ausgesendeten Radiowellen derart ändert, dass die Radiowellen von dem Fahrzeug aus als gerichtete Wellen in Vorwärtsrichtung fortschreiten können.Finally, the reveals DE 10 2007 026 759 A1 a radio wave transmitting / receiving apparatus for a vehicle, comprising a radio wave transmitting / receiving unit and a radio wave reflection unit installed at a predetermined position near the radio wave transmitting / receiving unit and controlling the direction in the radio wave changes radio waves emitted by the radio wave transmitting / receiving unit so that the radio waves from the vehicle can advance as directed waves in the forward direction.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Radarsystem der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass mittels des Radarsystems Funkwellen besonders vorteilhaft und insbesondere besonders bauraumgünstig empfangen und/oder gesendet werden können.Object of the present invention is to develop a radar system of the type mentioned in such a way that by means of the radar system radio waves particularly advantageous and in particular particularly space-favorable received and / or can be sent.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Radarsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a radar system with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
  • Um ein Radarsystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass mittels des Radarsystems Funkwellen besonders vorteilhaft und insbesondere besonders bauraumgünstig gesendet und/oder empfangen werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Antennenelemente durch jeweilige, einzelne Strukturelemente eines Kühlergrills für das Fahrzeug gebildet sind. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, einen Kühlergrill des Fahrzeugs als Radarantenne zu nutzen, wobei einzelne Strukturelemente des Kühlergrills jeweils eine Antenne beziehungsweise ein Antennenelement der Antenneneinrichtung bilden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das jeweilige Strukturelement als Hohlleiter beziehungsweise als Hohlleiter-Verbindung ausgebildet ist. Ein solcher Hohlleiter ist ein Wellenleiter für elektromagnetische Wellen, wobei die Funkwellen auch als Radarwellen bezeichnet werden und als elektromagnetische Wellen ausgebildet sind.In order to further develop a radar system specified in the preamble of claim 1 such that radio waves can be sent and / or received in a particularly advantageous and particularly space-saving manner by means of the radar system, it is provided according to the invention that the antenna elements are connected by respective individual structural elements of a radiator grille for the Vehicle are formed. In other words, it is inventively provided to use a radiator grille of the vehicle as a radar antenna, wherein individual structural elements of the radiator grille each form an antenna or an antenna element of the antenna device. It has been found to be particularly advantageous if the respective structural element is designed as a waveguide or as a waveguide connection. Such a waveguide is a waveguide for electromagnetic waves, wherein the radio waves are also referred to as radar waves and are designed as electromagnetic waves.
  • Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Die Ortsauflösung von Radarsystemen hängt von der sogenannten Apertur ab, welche die Größe der aktiven Antennenflächen bezeichnet. Je größer die Apertur ist, desto feiner und bildgebender ist die gewonnene Radarinformation. Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, dass die Winkelbestimmung mit Hilfe von Radarsensoren in Azimut-Richtung erfolgt. Weitere sensorische Radaradaptionen wie Höhenmessung und polarimetrische Informationen benötigen zusätzliche Antennenflächen. Die weiträumige Ausleuchtung der Umgebung erfolgt heute über die Verwendung mehrerer unabhängiger Einzelsensoren. Durch eine große Freiraumfläche wie ein Kühlergrill sind neue Sensor- und Antennenkonzepte besonders einfach umzusetzen beziehungsweise werden teilweise überhaupt erst ermöglicht. Somit ist es durch die Integration der Antennenelemente und somit der Antenneneinrichtung in den Kühlgrill möglich, eine besonders große Apertur, das heißt eine besonders große aktive Antennenfläche insgesamt zu schaffen, sodass mittels des erfindungsgemäßen Radarsystems Funkwellen besonders vorteilhaft gesendet und/oder empfangen werden können. Durch die Nutzung des Kühlergrills als Radar oder Radar-Netzwerk ist es möglich, besonders vorteilhafte Eigenschaften des Radarsystems auf bauraumgünstige Weise zu verwenden, da der Kühlergrill ein ohnehin zum Einsatz kommendes Bauteil ist. Dem Kühlergrill kommt dabei erfindungsgemäß zumindest eine Doppelfunktion zu, da der Kühlergrill zum einen verwendet wird, um wenigstens eine Komponente wie beispielsweise einen Kühler des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin zumindest teilweise zu überdecken und somit zu verkleiden. Zum anderen wird der Kühlergrill, insbesondere dessen Strukturelemente, genutzt, um die Antennenelemente der Antenneneinrichtung zu bilden, sodass eine besonders große aktive Antennenfläche geschaffen werden kann.The invention is based in particular on the following knowledge: The spatial resolution of radar systems depends on the so-called aperture, which designates the size of the active antenna surfaces. The larger the aperture, the finer and more imaging is the radar information obtained. From the general state of the art, it is known that the angle determination takes place with the aid of radar sensors in the azimuth direction. Additional sensory radar adaptations such as altitude measurement and polarimetric information require additional antenna surfaces. The widespread illumination of the environment today takes place via the use of several independent individual sensors. Thanks to a large open space area like a radiator grille, new sensor and antenna concepts are particularly easy to implement or are even made possible in the first place. Thus, it is possible by the integration of the antenna elements and thus the antenna device in the cooling grill, a particularly large aperture, that is to create a particularly large active antenna area total, so that by means of the radar system according to the invention radio waves can be sent and / or received particularly advantageous. By using the radiator grille as a radar or radar network, it is possible to use particularly advantageous properties of the radar system in a space-saving manner, since the grille is already in use is coming component. According to the invention, the radiator grille has at least one double function, since the radiator grille is used on the one hand to at least partially cover and thus to cover at least one component, such as a radiator of the vehicle in the vehicle longitudinal direction. On the other hand, the grille, in particular its structural elements, used to form the antenna elements of the antenna device, so that a particularly large active antenna surface can be created.
  • Erfindungsgemäß ist es somit vorgesehen, geeignete Kühlergrillstrukturen als Radar-Antenne zu nutzen. Das jeweilige Antennenelement ist beispielsweise eine eigene Antenne an sich oder aber ein Bauteil beziehungsweise ein Bestandteil einer Antenne, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass das jeweilige Antennenelement individuell, insbesondere von einer elektronischen Recheneinrichtung, angesteuert werden kann.According to the invention it is thus provided to use suitable grille structures as a radar antenna. The respective antenna element is for example a separate antenna per se or else a component or a component of an antenna, wherein it is preferably provided that the respective antenna element can be controlled individually, in particular by an electronic computing device.
  • Durch die im Vergleich zu herkömmlichen Sensorgehäusen mittels des erfindungsgemäßen Radarsystem realisierbare, große Apertur beziehungsweise Aperturfläche können im Vergleich zum Stand der Technik viel höher auflösende Sensoren entwickelt werden, welche insbesondere eine bessere Winkelauflösung aufweisen. Die zusätzlich zur Verfügung stehende Antennenfläche kann für weitere vorteilhafte Antennenanordnungen genutzt werden, so zum Beispiel für Antennen/Sende-Empfangs-Kanäle zur Messung in Elevation oder für Messungen mit Signalen, deren Polarisation gedreht ist.As a result of the large aperture or aperture area which can be realized in comparison with conventional sensor housings by means of the radar system according to the invention, much higher-resolution sensors can be developed in comparison with the prior art, which in particular have a better angular resolution. The additionally available antenna surface can be used for further advantageous antenna arrangements, for example for antennas / transmit-receive channels for measurement in elevation or for measurements with signals whose polarization is rotated.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Radarsystem wenigstens ein Sendeelement zum Erzeugen und Bereitstellen der über die Antennenelemente zu sendenden Funkwellen. Ferner umfasst das Radarsystem wenigstens ein Empfangselement, mittels welchem die Funkwellen über die Antennenelemente zu empfangen sind. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Sendeelement und das Empfangselement kohärent oder nicht-kohärent gekoppelt sind. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Sendeelement auch zum Empfangen von Funkwellen ausgebildet ist, wobei es alternativ oder zusätzlich denkbar ist, dass das Empfangselement auch zum Senden von Funkwellen ausgebildet ist. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Sende-Empfangs-Elemente kohärent oder nicht-kohärent gekoppelt sind.In an advantageous embodiment of the invention, the radar system comprises at least one transmitting element for generating and providing the radio waves to be transmitted via the antenna elements. Furthermore, the radar system comprises at least one receiving element, by means of which the radio waves are to be received via the antenna elements. It is preferably provided that the transmitting element and the receiving element are coherently or non-coherently coupled. For example, it is conceivable that the transmitting element is also designed to receive radio waves, it being alternatively or additionally conceivable that the receiving element is also designed for transmitting radio waves. It is provided, for example, that the transmit-receive elements are coupled coherently or non-coherently.
  • Die Sende- und Empfangselemente werden auch als Sende- und Empfangsmodule bezeichnet, welche nicht notwendigerweise am selben Ort platziert sein müssen. Ferner ist es alternativ oder zusätzlich denkbar, dass Bausteine zur Signalerzeugung und Signalaufnahme/-auswertung nicht notwendigerweise direkt an dem jeweiligen Antennenelement platziert sein müssen. Bei der Wahl des Bauraums ist beispielsweise ein Kompromiss zwischen Leitungslänge/Verlusten und möglicher Platzierung von Antenne und Elektronik-Anteil zu finden.The transmitting and receiving elements are also referred to as transmitting and receiving modules, which need not necessarily be placed in the same place. Furthermore, it is alternatively or additionally conceivable that modules for signal generation and signal recording / evaluation need not necessarily be placed directly on the respective antenna element. When choosing the installation space, for example, a compromise between line length / losses and possible placement of antenna and electronic component can be found.
  • Die jeweilige Länge der jeweiligen Hohlleiter-Verbindung (Hohlleiter) verschiedener Antennenelemente kann, sofern das Sensorkonzept dies erfordert, mithilfe von sogenannten Umwegleitungen angepasst sein, sodass beispielsweise eine definierte Phasenbeziehung zwischen den Kanälen eingestellt werden kann. Solche Umwegleitungen können beispielsweise über Mäanderleitungen realisiert werden, die ebenso wie der Rest der Hohlleiteranordnung aus einem Kunststoff gebildet, das heißt in Kunststoff-Form vorgesehen sein können. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der jeweilige Hohlleiter aus einem Kunststoff gebildet ist.The respective length of the respective waveguide connection (waveguide) of different antenna elements can, if required by the sensor concept, be adapted by means of so-called detour lines, so that, for example, a defined phase relationship between the channels can be set. Such detour lines can be realized for example via meander lines, which, like the rest of the waveguide arrangement formed from a plastic, that can be provided in plastic form. In other words, it is preferably provided that the respective waveguide is formed from a plastic.
  • In besonders vorteilhafter Weise lässt sich der jeweilige Hohlleiter beziehungsweise eine die Hohlleiter umfassende Hohlleiteranordnung verbessern, indem Anpasselemente wie zum Beispiel Hohlleiterresonatoren und/oder Lambda-Viertel-Transformatoren, Stubs mit Kurzschluss als Abschluss in die Kunststoffstruktur eingebracht werden. Diese Ansätze dienen der Optimierung von Transmissionsdämpfung und Reflexion sowie Stehwellenverhältnis.In a particularly advantageous manner, the respective waveguide or a waveguide arrangement comprising the waveguide can be improved by introducing matching elements such as, for example, waveguide resonators and / or quarter-wave transformers, stubs with a short circuit into the plastic structure as a termination. These approaches serve to optimize transmission loss and reflection as well as standing wave ratio.
  • Eine elektronische Ansteuerung und/oder eine HF-Ansteuerung kann über Hohlleiterelemente erfolgen, die kostengünstig in 3D-Druck-Weise hergestellt werden können und in vorhandene oder neu zu konstruierende Kunststoffstrukturen eingebettet sein können. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Hohlleiter durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt sind.An electronic control and / or an RF control can be done via waveguide elements that can be inexpensively manufactured in 3D printing manner and can be embedded in existing or newly to be constructed plastic structures. In other words, it is preferably provided that the waveguides are produced by a 3D printing process.
  • Dabei weist der jeweilige Hohlleiter beispielsweise wenigstens einen hohlen, aus einem Kunststoff gebildeten Grundkörper auf, dessen innenumfangsseitige Mantelfläche mit einer, insbesondere metallischen, Beschichtung zum Reflektieren der Funkwellen versehen ist. Dabei wird der Grundkörper auch als Hohlkörper bezeichnet. Mit anderen Worten weist der Hohlleiter eine Innenseite auf, welche dann, wenn der Hohlleiter aus einem Kunststoff gebildet ist, eine Kunststoffoberfläche bildet. Nach der Herstellung dieser Kunststoffoberfläche wird diese leitfähig beschichtet, um die Funkwellen besonders gut reflektieren zu können. Eine Möglichkeit hierzu ist die galvanische Oberflächenveredelung. Eine weitere Möglichkeit ist das Bedampfen. Weiterhin kann der Kunststoff an sich bereits leitfähige Inhaltsstoffe enthalten, sodass der Prozessschritt der Beschichtung entfallen kann. Hierbei ist auf möglichst geringe Verluste durch Oberflächenströme zu achten. In besonders vorteilhafter Weise können die Abmessungen der Hohlleiter so gewählt sein, dass die Wandstromarme H10-Mode angeregt wird, wenn es sich um Rechteckhohlleiter handelt. Ebenso sind aber Rundhohlleiter für die Übertragung der Radarsignale (Funkwellen) denkbar.In this case, the respective waveguide, for example, at least a hollow base body formed from a plastic, the inner peripheral side surface is provided with a, in particular metallic, coating for reflecting the radio waves. The basic body is also referred to as a hollow body. In other words, the waveguide has an inner side which, when the waveguide is formed from a plastic, forms a plastic surface. After the production of this plastic surface, it is coated conductive to reflect the radio waves particularly well. One possibility for this is galvanic surface refinement. Another option is steaming. Furthermore, the plastic itself may already contain conductive ingredients, so that the process step of the coating can be omitted. Here, care must be taken to minimize the losses due to surface currents. In a particularly advantageous manner, the dimensions of the waveguide can be chosen so that the wall-current H10 mode is excited when it comes to Rectangular waveguide acts. Likewise, however, circular waveguides for the transmission of radar signals (radio waves) are conceivable.
  • Beispielsweise in einem zentralen Steuergerät werden die Elemente zusammengeführt und in bekannter Weise verarbeitet. Auf diese Weise können unterschiedliche Aspekte realisiert werden. Strukturintegrierte Umsetzung von Radarsensorik sowie andere Strukturelemente sind in vergleichbarer Weise denkbar und können beispielsweise um 360 Grad um das Fahrzeug herum angeordnet sein.For example, in a central control unit, the elements are brought together and processed in a known manner. In this way different aspects can be realized. Structure-integrated implementation of radar sensor technology and other structural elements are conceivable in a comparable manner and can be arranged, for example, 360 degrees around the vehicle.
  • Mittels der Erfindung kann Bauraum optimal genutzt werden, wobei gleichzeitig besonders vorteilhafte Sensorikeigenschaften dargestellt werden können. Ferner kann eine Hochauflösung ermöglicht werden. Außerdem lassen sich eine verbesserte Field-of-View-Auslegung und Radar-Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug realisieren. Des Weiteren können Bauräume für Radarsensoren erschlossen werden, die mit klassischer verdeckter Integration nicht erreichbar sind. Darüber hinaus können am Fahrzeug Antennenflächen erschlossen werden, die mit klassischer verdeckter Integration nicht erreichbar sind.By means of the invention, installation space can be optimally utilized, wherein at the same time particularly advantageous sensor properties can be represented. Furthermore, a high resolution can be made possible. In addition, an improved field-of-view design and radar illumination of the area in front of the vehicle can be realized. Furthermore, space for radar sensors can be tapped, which are not achievable with classic hidden integration. In addition, antenna surfaces can be developed on the vehicle, which are not accessible with classic hidden integration.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. 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.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
  • Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
  • 1 eine schematische und perspektivische Vorderansicht eines Kühlergrills für ein als Personenkraftwagen ausgebildetes Fahrzeug, wobei in den Kühlergrill eine Antenneneinrichtung eines Radarsystems zur Umfelderfassung integriert ist; 1 a schematic and perspective front view of a grille for a vehicle designed as a passenger vehicle, wherein in the grille, an antenna device of a radar system for environment detection is integrated;
  • 2 eine schematische Perspektivansicht eines Verzweigungsnetzwerks aus Hohlleitern; 2 a schematic perspective view of a branching network of waveguides;
  • 3 schematische Perspektivansichten von Hohlleitern, welche mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt sind; und 3 schematic perspective views of waveguides, which are produced by a 3D printing process; and
  • 4 eine schematische Darstellung eines Radarblocks mit Hohlleiteranbindung. 4 a schematic representation of a radar block with waveguide connection.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
  • 1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Vorderansicht einen Kühlergrill 10 eines als Personenkraftwagen ausgebildeten Fahrzeugs, an dessen Front der Kühlergrill 10 angeordnet ist. Mittels des Kühlergrills 10 ist beispielsweise wenigstens eine in 1 nicht erkennbare Komponente des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne hin zumindest teilweise überdeckt und somit verkleidet. Bei dieser Komponente handelt es sich beispielsweise um einen Kühler zum Kühlen wenigstens einer weiteren Komponente des beispielsweise als Kraftfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugs. Der Kühlergrill 10 umfasst eine Kühlergrillstruktur 12, welche eine Mehrzahl von Strukturelementen 14 aufweist. Die Strukturelemente 14 sind beispielsweise vorliegend Knotenpunkte, über welche weitere, beispielsweise als Lamellen ausgebildete Strukturelemente des Kühlergrills 10 miteinander verbunden sind. Dabei ist es denkbar, dass die Knotenpunkte mit den Lamellen einstückig ausgebildet sind. Beispielsweise sind die jeweiligen Strukturelemente aus einem Kunststoff gebildet. 1 shows a schematic and perspective front view of a grille 10 a trained as a passenger vehicle vehicle, at the front of the grille 10 is arranged. By means of the radiator grille 10 is at least one in 1 unrecognizable component of the vehicle in the vehicle longitudinal direction towards the front at least partially covered and thus covered. By way of example, this component is a cooler for cooling at least one further component of the vehicle designed, for example, as a motor vehicle. The grille 10 includes a grille structure 12 containing a plurality of structural elements 14 having. The structural elements 14 For example, here are nodes over which further, designed for example as lamellae structural elements of the radiator grill 10 connected to each other. It is conceivable that the nodes are formed integrally with the slats. For example, the respective structural elements are formed from a plastic.
  • Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist der Kühlergrill 10 Bestandteil eines Radarsystems zur Umfelderfassung. Mittels des Radarsystems kann zumindest ein Teilbereich der Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden, wobei der Teilbereich beispielsweise zumindest in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Fahrzeug liegt. Das Radarsystem umfasst dabei eine Antenneneinrichtung 16, welche eine Mehrzahl von Antennenelementen 18 zum Empfangen und/oder Senden von Funkwellen aufweist.As will be explained in more detail below, the grille is 10 Part of a radar system for environment detection. By means of the radar system, at least a partial area of the surroundings of the vehicle can be detected, wherein the partial area lies, for example, in front of the vehicle at least in the vehicle longitudinal direction. The radar system comprises an antenna device 16 which comprises a plurality of antenna elements 18 for receiving and / or transmitting radio waves.
  • Beispielsweise umfasst das Radarsystem wenigstens ein Sendeelement zum Erzeugen und Bereitstellen der Funkwellen, welche auch als Radarwellen bezeichnet werden und als elektromagnetische Wellen ausgebildet sind. Ferner umfasst das Radarsystem beispielsweise wenigstens ein Empfangselement, mittels welchem die Funkwellen erfasst beziehungsweise empfangen werden können. Dabei ist es denkbar, dass das Sendeelement auch zum Empfangen der Funkwellen ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Empfangselement auch zum Senden der Funkwellen ausgebildet ist. Die von dem Sendeelement bereitgestellten Funkwellen werden über die Antennen 18 an die Umgebung des Fahrzeugs ausgesendet. Zumindest ein Teil der ausgesendeten Funkwellen werden beispielsweise von wenigstens einem in der Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Objekt reflektiert. Zumindest ein Teil der reflektierten Funkwellen können über die Antennen 18 von dem Empfangselement empfangen werden. Beispielsweise über eine Laufzeitberechnung ist es somit möglich, einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem in der Umgebung des Fahrzeugs angeordneten Objekt zu ermitteln beziehungsweise zu berechnen.For example, the radar system comprises at least one transmitting element for generating and providing the radio waves, which are also referred to as radar waves and are designed as electromagnetic waves. Furthermore, the radar system comprises, for example, at least one receiving element, by means of which the radio waves can be detected or received. It is conceivable that the transmitting element is also designed to receive the radio waves. Alternatively or additionally, it is conceivable that the receiving element is also designed for transmitting the radio waves. The radio waves provided by the transmitting element are transmitted through the antennas 18 sent to the environment of the vehicle. At least part of the transmitted radio waves are reflected, for example, by at least one object arranged in the surroundings of the vehicle. At least part of the reflected radio waves can be transmitted through the antennas 18 received by the receiving element. For example, via a transit time calculation, it is thus possible to determine or calculate a distance between the vehicle and the object arranged in the surroundings of the vehicle.
  • Um nun die Funkwellen besonders vorteilhaft und insbesondere besonders bauraumgünstig empfangen und/oder senden zu können, sind die Antennenelemente 14 durch die jeweiligen, einzelnen Strukturelemente 18 gebildet. Mit anderen Worten bildet das jeweilige Strukturelement 14 für sich betrachtet ein Antennenelement 14, sodass die Antenneneinrichtung 16 in den Kühlergrill 10 integriert ist. Dadurch kann eine besonders große, aktive Antennenfläche insgesamt realisiert werden, sodass sich besonders vorteilhafte Eigenschaften des Radarsystems darstellen lassen. Mit anderen Worten ausgedrückt kann jedes der Strukturelemente 14 als eine Antenne beziehungsweise als ein Antennenelement 18 genutzt werden, über welches beispielsweise Funkwellen ausgesendet und/oder empfangen werden können. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das jeweilige Strukturelement 14 als Hohlleiter, das heißt als Hohlleiter-Verbindung ausgebildet ist, sodass die Funkwellen besonders vorteilhaft empfangen und/oder gesendet werden können. In order to be able to receive and / or transmit the radio waves in a particularly advantageous and particularly space-saving manner, the antenna elements are 14 through the respective, individual structural elements 18 educated. In other words, the respective structural element forms 14 considered by itself an antenna element 14 so that the antenna device 16 in the grille 10 is integrated. As a result, a particularly large, active antenna surface can be realized overall, so that particularly advantageous properties of the radar system can be represented. In other words, each of the structural elements 14 as an antenna or as an antenna element 18 be used over which, for example, radio waves can be sent and / or received. It is preferably provided that the respective structural element 14 as a waveguide, that is designed as a waveguide connection, so that the radio waves can be received and / or sent particularly advantageous.
  • 2 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein Beispiel für ein Verzweigungsnetzwerk 20 aus mehreren Hohlleitern 22. Der jeweilige Hohlleiter beziehungsweise das jeweilige Strukturelement 14 ist beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet. Dabei ist es denkbar, dass das jeweilige Strukturelement 14 und somit der jeweilige Hohlleiter einen aus dem Kunststoff gebildeten Hohlkörper aufweist, welcher ein hohler Grundkörper des jeweiligen Hohlleiters ist. Der jeweilige Hohlkörper weist eine innenumfangsseitige Mantelfläche auf, durch welche ein Kanal, durch welchen die Funkwellen hindurchtreten können, begrenzt ist. Dabei ist die innenumfangsseitige Mantelfläche vorzugsweise mit einer Beschichtung versehen, welche die Funkwellen reflektiert. Dabei ist die Beschichtung beispielsweise aus einem leitenden Werkstoff, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff, gebildet. Insbesondere ist es denkbar, dass das jeweilige Strukturelement 14 und somit der jeweilige Hohlleiter mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt ist. 2 shows an example of a branching network in a schematic perspective view 20 from several waveguides 22 , The respective waveguide or the respective structural element 14 is formed for example of a plastic. It is conceivable that the respective structural element 14 and thus the respective waveguide has a hollow body formed from the plastic, which is a hollow base body of the respective waveguide. The respective hollow body has an inner circumferential side surface, through which a channel through which the radio waves can pass is limited. The inner peripheral side surface is preferably provided with a coating which reflects the radio waves. In this case, the coating is formed for example of a conductive material, in particular of a metallic material. In particular, it is conceivable that the respective structural element 14 and thus the respective waveguide is produced by means of a 3D printing process.
  • 3 zeigt in einer jeweiligen schematischen Perspektivansicht einen mit 24 bezeichneten Hohlleiter, welcher mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt ist. Hierzu kommt beispielsweise ein Laserdrucker zum Einsatz, mittels welchem eine jeweilige Hohlleiterstruktur des jeweiligen Hohlleiters 24 durch 3D-Drucken erzeugt werden kann. 3 shows in a respective schematic perspective view with a 24 designated waveguide, which is produced by a 3D printing process. For this purpose, for example, a laser printer is used, by means of which a respective waveguide structure of the respective waveguide 24 can be generated by 3D printing.
  • Schließlich zeigt 4 eine prinzipielle Darstellung eines Radarblocks 26 mit Hohlleiteranbindung, wobei vorliegend wenigstens zwei Hohlleiter 28 vorgesehen sind. Ein Block 29 dient beispielsweise der Signalerzeugung und der Frequenzsuche. Ein Block 30 dient beispielsweise als Mischer und/oder Splitter. Ein Block 32 dient beispielsweise der Verarbeitung eines IF-Signals. Ein Block 34 dient beispielsweise als Analog-/Digital-Wandler und/oder als digitaler Signalprozessor (DSP).Finally shows 4 a schematic representation of a radar block 26 with waveguide connection, in the present case at least two waveguides 28 are provided. A block 29 is used, for example, signal generation and frequency search. A block 30 for example, serves as a mixer and / or splitter. A block 32 is used, for example, to process an IF signal. A block 34 serves, for example, as an analog / digital converter and / or as a digital signal processor (DSP).
  • Durch die Integration der Antenneneinrichtung 16 in den Kühlergrill 10 und der daraus resultierenden Möglichkeit, eine besonders große aktive Antennenfläche zu realisieren, ist es möglich, einen besonders großen, beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Teil der Umgebung mittels des Radarsystems zu erfassen, sodass sich beispielsweise besonders vorteilhafte Funktionen, insbesondere Fahrerassistenzsysteme, realisieren lassen.By integrating the antenna device 16 in the grille 10 and the resulting possibility of realizing a particularly large active antenna area, it is possible to detect a particularly large part of the surroundings in front of the vehicle, for example, in the vehicle longitudinal direction by means of the radar system, so that, for example, particularly advantageous functions, in particular driver assistance systems, can be realized ,
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1010
    Kühlergrillradiator grill
    1212
    Kühlergrillstrukturgrille structure
    1414
    Strukturelementstructural element
    1616
    Antenneneinrichtungantenna means
    1818
    Antennenelementantenna element
    2020
    VerzweigungsnetzwerkBranching network
    2222
    Hohlleiterwaveguide
    2424
    Hohlleiterwaveguide
    2626
    Radarblockradar block
    2828
    Hohlleiterwaveguide
    2929
    Blockblock
    3030
    Blockblock
    3232
    Blockblock
    3434
    Blockblock
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • DE 102014200690 A1 [0002] DE 102014200690 A1 [0002]
    • DE 102014201728 A1 [0003] DE 102014201728 A1 [0003]
    • DE 102007026759 A1 [0004] DE 102007026759 A1 [0004]

Claims (6)

  1. Radarsystem zur Umfelderfassung für ein Fahrzeug, mit einer eine Mehrzahl von Antennenelementen (18) umfassenden Antenneneinrichtung (16) zum Empfangen und/oder Senden von Funkwellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenelemente (18) durch jeweilige, einzelne Strukturelemente (14) eines Kühlergrills (10) für das Fahrzeug gebildet sind.Radar system for environment detection for a vehicle, having a plurality of antenna elements ( 18 ) comprehensive antenna device ( 16 ) for receiving and / or transmitting radio waves, characterized in that the antenna elements ( 18 ) by respective, individual structural elements ( 14 ) of a radiator grille ( 10 ) are formed for the vehicle.
  2. Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Strukturelement (14) als Hohlleiter ausgebildet ist.Radar system according to claim 1, characterized in that the respective structural element ( 14 ) is designed as a waveguide.
  3. Radarsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiter durch ein 3D-Druckverfahren hergestellt sind.Radar system according to claim 2, characterized in that the waveguides are produced by a 3D printing process.
  4. Radarsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Hohlleiter wenigstens einen hohlen, aus einem Kunststoff gebildeten Grundkörper aufweist, dessen innenumfangsseitige Mantelfläche mit einer, insbesondere metallischen, Beschichtung zum Reflektieren der Funkwellen versehen ist.Radar system according to claim 2 or 3, characterized in that the respective waveguide has at least one hollow, formed of a plastic base body whose inner peripheral side surface is provided with a, in particular metallic, coating for reflecting the radio waves.
  5. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sendeelement zum Erzeugen und Bereitstellen der über die Antennenelemente (18) zu senden Funkwellen und wenigstens ein Empfangselement vorgesehen ist, mittels welchem die Funkwellen über die Antennenelemente (18) zu empfangen sind.Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one transmitting element for generating and providing the via the antenna elements ( 18 ) radio waves and at least one receiving element is provided, by means of which the radio waves via the antenna elements ( 18 ) are to be received.
  6. Radarsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement und das Empfangselement kohärent oder nicht-kohärent gekoppelt sind.Radar system according to claim 4, characterized in that the transmitting element and the receiving element are coherently or non-coherently coupled.
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