DE102017212722A1 - Radar sensor with several main beam directions - Google Patents

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DE102017212722A1 DE102017212722.8A DE102017212722A DE102017212722A1 DE 102017212722 A1 DE102017212722 A1 DE 102017212722A1 DE 102017212722 A DE102017212722 A DE 102017212722A DE 102017212722 A1 DE102017212722 A1 DE 102017212722A1
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Abstract

Es wird ein Radarsensor (1) mit mehreren Hauptstrahlrichtungen (6) vorgeschlagen, der eine Leiterplatte (2) aufweist, auf der Antennenelemente (3) zum Senden und/oder zum Empfangen der Radarstrahlung angeordnet sind sowie mindestens zwei oder mehr dielektrische Linsen oder Teillinsen (4) aufweist, die im Strahlengang der Antennenelemente (3) angeordnet sind. Weiterhin sind im Bereich der mindestens zwei dielektrischen Linsen oder dielektrischen Teillinsen (4) mindestens eine oder mehrere Sendeantennen (3) angeordnet, deren Abstrahlrichtung senkrecht zur Leiterplattenoberfläche (2) ausgerichtet ist. Dabei sind die mindestens eine oder mehreren Sendeantennen (3) so außerhalb der optischen Achse der dielektrischen Linse (4) angeordnet, dass die mindestens eine Sendeantenne (3) mit jeder der mindestens zwei dielektrischen Linsen (4) eine Hauptstrahlrichtung (6) des Radarsensors (1) erzeugt, die einen vorbestimmten Winkel zur optischen Achse der dielektrischen Linse (4) aufweist.

Figure DE102017212722A1_0000
A radar sensor (1) with a plurality of main beam directions (6) is proposed which has a printed circuit board (2) on which antenna elements (3) for transmitting and / or receiving the radar radiation are arranged and at least two or more dielectric lenses or partial lenses ( 4), which are arranged in the beam path of the antenna elements (3). Furthermore, at least one or more transmitting antennas (3) are arranged in the region of the at least two dielectric lenses or dielectric partial lenses (4) whose emission direction is aligned perpendicular to the printed circuit board surface (2). In this case, the at least one or more transmitting antennas (3) are arranged outside the optical axis of the dielectric lens (4) such that the at least one transmitting antenna (3) with each of the at least two dielectric lenses (4) has a main beam direction (6) of the radar sensor (FIG. 1) having a predetermined angle to the optical axis of the dielectric lens (4).
Figure DE102017212722A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radarsensor mit mehreren Hauptstrahlrichtungen, der eine Leiterplatte aufweist, auf der Antennenelemente zum Senden und/oder zum Empfangen der Radarstrahlung angeordnet sind, sowie mindestens zwei oder mehr dielektrische Linsen aufweist, die im Strahlengang der Antennenelemente angeordnet sind. Weiterhin sind im Bereich der mindestens zwei dielektrischen Linsen mindestens eine oder mehrere Sendeantennen angeordnet, deren Abstrahlrichtung senkrecht zur Leiterplattenoberfläche ausgerichtet ist. Dabei sind die mindestens eine oder mehreren Sendeantennen so außerhalb der optischen Achse der dielektrischen Linse angeordnet, dass die mindestens eine Sendeantenne mit jeder der mindestens zwei dielektrischen Linsen eine Hauptstrahlrichtung des Radarsensors erzeugt, die einen vorbestimmten Winkel zur optischen Achse der dielektrischen Linse aufweist.The present invention relates to a radar sensor having a plurality of main beam directions, which has a printed circuit board on which antenna elements for transmitting and / or receiving the radar radiation are arranged, and at least two or more dielectric lenses, which are arranged in the beam path of the antenna elements. Furthermore, at least one or more transmitting antennas are arranged in the region of the at least two dielectric lenses whose emission direction is aligned perpendicular to the circuit board surface. In this case, the at least one or more transmitting antennas are arranged outside the optical axis of the dielectric lens such that the at least one transmitting antenna generates with each of the at least two dielectric lenses a main beam direction of the radar sensor which has a predetermined angle to the optical axis of the dielectric lens.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 195 30 065 A1 wird ein monostatischer FMCW-Radarsensor für ein Fahrzeug zur Detektion von Objekten vorgeschlagen, bei dem wenigstens ein Antennenfeed in Verbindung mit einer dielektrischen Linse sowohl zum Senden als auch zum Empfangen eines entsprechenden Echosignals ausgebildet ist. Wenigstens ein Antennenfeed ist über ein Ratrace-Ring oder einen Doppelratrace-Ring mit einem Ringmischer verbunden, so dass auf einen aufwendigen Zirkulator verzichtet werden kann. Die Hochfrequenzstruktur ist vorteilhaft in planarer Mikroleiterstreifentechnik ausgebildet. Mehrere Sende-/Empfangsantennen sind über eine gemeinsame Linse fokussiert.In the DE 195 30 065 A1 For example, a FMCW monostatic radar sensor for a vehicle for detecting objects is proposed, in which at least one antenna feed in conjunction with a dielectric lens is designed both for transmitting and for receiving a corresponding echo signal. At least one Antennenfeed is connected via a Ratrace ring or a Doppelratrace ring with a ring mixer, so that can be dispensed with a complex circulator. The high-frequency structure is advantageously formed in a planar microstrip strip technique. Several transmit / receive antennas are focused via a common lens.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, einen Radarsensor anzugeben, der mittels möglichst weniger Komponenten mehrere Hauptstrahlrichtungen in definierten Winkelrichtungen ausbildet. Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The core of the present invention is to provide a radar sensor which forms a plurality of main beam directions in defined angular directions by means of as few components as possible. According to the invention this is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements emerge from the subclaims.

Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die optischen Achsen der mindestens zwei dielektrischen Linsen jeweils senkrecht zur Leiterplatte angeordnet sind. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der vorbestimmte Winkel zwischen der Hauptstrahlrichtung des Radarsensors und der optischen Achse der mindestens zwei Linsen zwischen 20° und 90° liegt. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, da hierdurch zwei oder mehrere Hauptstrahlkeulen erzeugt werden können, die in unterschiedliche Raumrichtungen strahlen und damit eine besonders effektive Ausleuchtung des vor dem Sensor befindlichen Raumes erreicht wird. Im Fall, dass zwei Linsen bzw. zwei Teillinsen vorgesehen sind, können die jeweiligen Winkel, die zwischen der optischen Achse der jeweiligen Teillinse und der Hauptstrahlrichtung des Radarsensors aufgespannt werden, jeweils unterschiedliche Werte aufweisen, so dass der Radarsensor mit seinen mindestens zwei Abstrahlrichtungen keine Symmetrie hinsichtlich der Abstrahlrichtungen aufweisen muss.Advantageously, it is provided that the optical axes of the at least two dielectric lenses are each arranged perpendicular to the printed circuit board. Furthermore, it is advantageous that the predetermined angle between the main radiation direction of the radar sensor and the optical axis of the at least two lenses is between 20 ° and 90 °. This embodiment is particularly advantageous, since in this way two or more main beam lobes can be generated which radiate in different spatial directions and thus a particularly effective illumination of the space located in front of the sensor is achieved. In the case where two lenses or two partial lenses are provided, the respective angles, which are spanned between the optical axis of the respective partial lens and the main beam direction of the radar sensor, each have different values, so that the radar sensor with its at least two emission directions no symmetry must have in terms of radiation.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die ein oder mehreren Antennenelemente zum Senden und die ein oder mehreren Antennenelemente zum Empfangen unterschiedliche Antennenelemente sind. Vorteilhafter Weise kann dies mit einem bistatischen Radarsensor geschehen, bei dem für das Senden und Empfangen unterschiedliche Antennen und Signalkanäle vorgesehen sind.Furthermore, it is advantageous that the one or more antenna elements for transmitting and the one or more antenna elements for receiving are different antenna elements. Advantageously, this can be done with a bistatic radar sensor in which different antennas and signal channels are provided for the transmission and reception.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die ein oder mehreren Antennenelemente zum Empfangen so auf der Leiterplatte angeordnet sind, dass diese außerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen liegen. Unter dem Begriff, dass die Antennenelemente so auf der Leiterplatte angeordnet sind, dass diese außerhalb oder innerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen liegen, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass eine Projektion des Bereichs der dielektrischen Linsen bzw. der dielektrischen Teillinsen parallel zur optischen Achse der dielektrischen Linse bzw. der dielektrischen Teillinse auf die Leiterplatte projiziert wird. Die Fläche, die von der Projektion der dielektrischen Linse bzw. dielektrischen Teillinse parallel zur optischen Achse der Linse bzw. Teillinse bedeckt wird, ist der Bereich, in dem das Antennenelement auf der Leiterplatte innerhalb des Bereichs der dielektrischen Linse liegt. Ist das Antennenelement außerhalb des Bereichs der dielektrischen Linse angeordnet, so liegt das Antennenelement auch außerhalb des Bereichs, den die dielektrische Linse oder Teillinse auf die Leiterplatte projiziert, wenn die Projektion parallel zur optischen Achse der dielektrischen Linse bzw. Teillinse erfolgt.Furthermore, it is advantageous that the one or more antenna elements for receiving are arranged on the printed circuit board in such a way that they lie outside the region of the dielectric lenses. By the term that the antenna elements are arranged on the printed circuit board so that they lie outside or within the range of the dielectric lenses, in the context of the present invention it is to be understood that a projection of the region of the dielectric lenses or the dielectric partial lenses parallel to optical axis of the dielectric lens or the partial dielectric lens is projected onto the printed circuit board. The area covered by the projection of the dielectric lens or partial lens parallel to the optical axis of the lens is the area in which the antenna element on the circuit board lies within the area of the dielectric lens. If the antenna element is arranged outside the region of the dielectric lens, the antenna element is also located outside the region which the dielectric lens or partial lens projects onto the printed circuit board when the projection takes place parallel to the optical axis of the dielectric lens or partial lens.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass zusätzlich zu den Sendeantennen innerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen mindestens eine oder mehrere weitere Sendeelemente auf der Leiterplatte angeordnet sind, die außerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen liegen. Diese Weiterbildung sieht vor, dass mindestens eine weitere Sendeantenne vorgesehen ist, deren abgestrahlte elektromagnetische Wellen nicht durch eine dielektrische Linse oder dielektrische Teillinse fokussiert werden, sondern deren elektromagnetische Strahlung unfokussiert und an den dielektrischen Linsen bzw. an den dielektrischen Teillinsen vorbei abgestrahlt wird.Furthermore, it is advantageous that, in addition to the transmitting antennas within the region of the dielectric lenses, at least one or more further transmitting elements are arranged on the printed circuit board which are outside the range of the dielectric lenses. This development provides that at least one further transmitting antenna is provided whose radiated electromagnetic waves are not focused by a dielectric lens or partial dielectric lens, but whose electromagnetic radiation is unfocussed and emitted to the dielectric lenses or to the dielectric partial lenses.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass im Bereich einer der mindestens zwei dielektrischen Linsen zwei oder mehrere Sendeantennen vorhanden sind. Furthermore, it is advantageous that two or more transmitting antennas are present in the region of one of the at least two dielectric lenses.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die mindestens zwei dielektrischen Linsen sich berühren und ineinander übergehen, so dass die mindestens zwei dielektrischen Linsen eine einzige Linse formen können, die aus zwei Teillinsen besteht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Merkmal, dass die beiden Linsen bzw. die beiden Teillinsen ineinander übergehen, so zu verstehen, dass die dielektrischen Linsenkörper der beiden dielektrischen Linsen bzw. der zwei dielektrischen Teillinsen jeweils sekantenförmig angeschnitten sind und sich die beiden Schnittflächen direkt miteinander berühren, so dass eine Fokussiereinrichtung mit zwei optischen Achsen und zwei dielektrischen Teillinsen entsteht.Furthermore, it is advantageous that the at least two dielectric lenses touch and merge, so that the at least two dielectric lenses can form a single lens, which consists of two partial lenses. In the context of the present invention, the feature that the two lenses or the two partial lenses merge into one another is to be understood such that the dielectric lens bodies of the two dielectric lenses or of the two dielectric partial lenses are each cut into a secant shape and the two sectional surfaces directly intersect each other so that a focusing device with two optical axes and two partial dielectric lenses is formed.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass mindestens eine der mindestens zwei dielektrischen Linsen oder mindestens zwei dielektrischen Teillinsen oder alle dielektrischen Linsen als Fresnel-Linsen ausgeführt sind. Durch die Fresnelierung der Linsen kann sowohl Gewicht als auch Kosten bei der Herstellung der Linsen eingespart werden, ohne dabei den Strahlengang der durchdringenden elektromagnetischen Strahlung hierdurch zu verändern. Dies wirkt sich auch vorteilhaft auf die Dämpfung der die Linse durchdringenden Strahlung aus.Furthermore, it is advantageous that at least one of the at least two dielectric lenses or at least two partial dielectric lenses or all dielectric lenses are designed as Fresnel lenses. By Fresneling the lenses both weight and cost can be saved in the production of the lenses, without thereby changing the beam path of the penetrating electromagnetic radiation thereby. This also has an advantageous effect on the attenuation of the radiation penetrating the lens.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der erfindungsgemäße Radarsensor in einem Fahrzeug oder an einem Fahrzeug verbaut wird und dabei vorzugsweise als Eckensensor an einem Fahrzeugeck verbaut ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Radarsensor am linken vorderen Fahrzeugeck, am rechten vorderen Fahrzeugeck, am linken hinteren Fahrzeugeck oder am hinteren rechten Fahrzeugeck montiert ist und dabei so ausgerichtet ist, dass eine effektive Überwachung des jeweils 270° großen Raumes in horizontaler Richtung bezüglich Objekten im Fahrzeugumfeld überwacht werden kann.Furthermore, it is advantageous that the radar sensor according to the invention is installed in a vehicle or on a vehicle and is preferably installed as a corner sensor on a Fahrzeugck. It is envisaged that the radar sensor is mounted on the left front vehicle corner, the right front vehicle corner, the left rear vehicle corner or the rear right vehicle corner and is aligned so that an effective monitoring of each 270 ° large space in the horizontal direction with respect to objects Vehicle environment can be monitored.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Radarsensor so ausgerichtet ist, dass die mindestens zwei Hauptstrahlrichtungen des Radarsensors so orientiert sind, dass eine Hauptstrahlrichtung in etwa parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs und die andere Hauptstrahlrichtung in etwa senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Hauptstrahlrichtung Objekte in Querrichtung zum eigenen Fahrzeug erkennen kann und die andere Strahlkeule, die die zweite Hauptstrahlrichtung ausprägt, Objekte vor oder hinter dem Fahrzeug, insbesondere Objekte in der eigenen Fahrspur, erkennen kann.Furthermore, it is advantageous that the radar sensor is oriented such that the at least two main beam directions of the radar sensor are oriented such that one main beam direction is aligned approximately parallel to the direction of travel of the vehicle and the other main beam direction approximately perpendicular to the direction of travel of the vehicle. This results in the advantage that a main beam direction can detect objects in the transverse direction to the own vehicle and the other beam lobe, which expresses the second main beam direction, objects in front of or behind the vehicle, especially objects in their own lane, can recognize.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der erfindungsgemäße Radarsensor in einem Fahrzeug, insbesondere die zu mehreren in einem Fahrzeug verbaut sind, wobei in jedem Fahrzeugeck ein Radarsensor vorgesehen ist.Furthermore, it is advantageous for the radar sensor according to the invention to be installed in a vehicle, in particular for several in a vehicle, wherein a radar sensor is provided in each vehicle corner.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject of the invention, regardless of their combination in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawings.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Radarsensors,
  • 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verdeutlichung der Anordnung von Leiterplatten, Antennen und Linsen,
  • 4 eine weitere Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Draufsicht zur Verdeutlichung der Anordnung von Leiterplatte, Antennen und Linsen und
  • 5 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstet ist.
Hereinafter, embodiments of the invention will be explained with reference to drawings. Show it
  • 1 a schematic sectional view of a radar sensor,
  • 2 a schematic representation of the device according to the invention,
  • 3 a top view of an embodiment of the device according to the invention to illustrate the arrangement of printed circuit boards, antennas and lenses,
  • 4 a further illustration of another embodiment of a plan view to illustrate the arrangement of printed circuit board, antennas and lenses and
  • 5 a plan view of a vehicle which is equipped with the device according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Radarsensor 1 dargestellt, der aus einem rechteckförmigen, nach rechts offenen Gehäuse besteht. Die offene Seite des Gehäuses des Radarsensors ist mittels eines elektromagnetischen Fokussiermittels 4, das insbesondere als dielektrische Linse 4 ausgeführt sein kann, abgeschlossen. Innerhalb des Radarsensors 1 ist mindestens eine Leiterplatte 2 dargestellt, deren Fläche senkrecht zur Zentralachse des Sensors 5 ausgerichtet ist. Auf der Leiterplatte 2 ist mindestens ein Antennenelement 3 vorgesehen. Je nach Bedarf hinsichtlich der Ausleuchtung mittels Antennenkeulen des Radarsensors 1 können ein oder mehrere Antennenelemente 3 vorgesehen sein, wobei zum Senden und zum Empfangen auch unterschiedliche Antennenelemente 3 vorgesehen sein können. Diese auf der Leiterplatte 2 angeordneten Antennenelemente 3 strahlen elektromagnetische Strahlung ab bzw. empfangen elektromagnetische Strahlung, die jeweils durch die fokussierenden Mittel 4 fokussiert und gebrochen werden, so dass die elektromagnetische Strahlung, die abgestrahlt wird oder empfangen wird, sogenannte Strahlungskeulen bildet, die unterschiedliche Orientierungen im Raum aufweisen können. Dabei weist jede Strahlungskeule eine sogenannte Hauptstrahlrichtung 6 auf, die die Richtung der höchsten Intensität der abgestrahlten Leistung bzw. der empfangenen Leistung darstellt. Die Anzahl und die Ausrichtung der Hauptstrahlrichtungen 6 eines derartigen Radarsensors 1 kann dabei durch die Anzahl der Antennenelemente 3, aber auch durch die Formgebung der dielektrischen Linsen 4, die beispielsweise durch mehrere Teillinsen realisiert wird, bestimmt werden. So kann beispielsweise, wie in der folgenden 2 näher erläutert, mittels eines Antennenelements 3 sowie einem dielektrischen Fokussiermittel 4, das aus zwei dielektrischen Teillinsen 4 besteht, ein Sensorerfassungsbereich realisiert werden, der zwei Hauptstrahlrichtungen in unterschiedliche Raumrichtungen des Radarsensors 1, die von der Zentralachse des Sensors 5 unterschiedlich sind, erreicht werden.In 1 is a radar sensor 1 shown, which consists of a rectangular, open to the right housing. The open side of the housing of the radar sensor is by means of an electromagnetic focusing means 4 , especially as a dielectric lens 4 can be executed, completed. Inside the radar sensor 1 is at least one printed circuit board 2 whose surface is perpendicular to the central axis of the sensor 5 is aligned. On the circuit board 2 is at least one antenna element 3 intended. Depending on the need for the illumination by means of antenna lobes of the radar sensor 1 can have one or more antenna elements 3 be provided, wherein for transmitting and receiving also different antenna elements 3 can be provided. This on the circuit board 2 arranged antenna elements 3 emit electromagnetic radiation or receive electromagnetic radiation, each through the focusing means 4 be focused and refracted, so that the electromagnetic radiation that is emitted or received forms so-called radiation lobes, which may have different orientations in space. Each lobe has a so-called main beam direction 6 which represents the direction of the highest intensity of the radiated power and the received power, respectively. The number and orientation of the main beam directions 6 such a radar sensor 1 can by the number of antenna elements 3 but also by the shape of the dielectric lenses 4 , which is realized for example by a plurality of partial lenses determined. For example, as in the following 2 explained in more detail, by means of an antenna element 3 and a dielectric focusing agent 4 consisting of two partial dielectric lenses 4 exists, a sensor detection area can be realized, the two main beam directions in different spatial directions of the radar sensor 1 coming from the central axis of the sensor 5 are different, can be achieved.

In 2 ist die Funktionsweise einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt. Zu erkennen ist im unteren Bildbereich die Leiterplatte 2, auf der ein Antennenelement 13 angeordnet ist. Das Antennenelement 13 ist in diesem Fall eine reine Sendeantenne, die elektromagnetische Strahlung in Richtung der Zentralachse 5 des Sensors abstrahlt. In einem vorbestimmten Abstand zur Leiterplatte 2 mit der Sendeantenne 13 ist das dielektrische Fokussiermittel 4 dargestellt, das beispielsweise aus zwei Teillinsen besteht, die jeweils eine plankonvexe Form aufweisen. Die beiden optischen Achsen 9 der beiden Teillinsen sind dabei zueinander parallel ausgerichtet, sowie jeweils senkrecht zur Oberfläche der Leiterplatte 2 ausgerichtet. Die beiden plankonvexen Teillinsen 4 sind dabei derart sekantenförmig angeschnitten, dass die beiden Schnittflächen den Übergangsbereich zwischen den beiden Teillinsen 4 bilden und damit eine dielektrische Linse 4 entsteht, die aus zwei, plankonvexen dielektrischen Teillinsen besteht. Die von der Sendeantenne 13 abgestrahlte Sendeleistung, die im Wesentlichen in Richtung der Zentralachse des Sensors 5 abgestrahlt wird, die parallel zu den optischen Achsen 9 der beiden Teillinsen ausgerichtet ist, wird durch die dielektrische Linse 4 gebrochen und fokussiert. Es sind erläuternd einige Strahlengänge 7, 8 dargestellt, die die resultierenden Strahlungskeulen und Hauptstrahlrichtungen 6 des Radarsensors 1 darstellen. So werden die beiden Strahlengänge 7, die von der Sendeantenne 13 ausgehen, im Wesentlichen ungebeugt durch die dielektrischen Linsen transmittiert, da diese durch das Linsenzentrum verlaufen. Die ebenfalls von der Sendeantenne 13 abgestrahlten gebeugten Strahlengänge 8 werden an der Planenfläche der dielektrischen Linse 4 sowie an der konvexen Fläche der dielektrischen Linse 4 gebrochen und erzeugen einen zum ungebeugten Strahlengang 7 parallelen elektromagnetischen Strahl. Damit legen die Richtungen der jeweiligen gebeugten und ungebeugten Strahlengänge 7, 8 die Hauptstrahlrichtungen 6 des Radarsensors 1 an. Je nach Ausformung der Form der dielektrischen Linse 4 sowie dem Abstand des Sendeantennenelements 13 von der dielektrischen Linse und dem verwendeten Material der dielektrischen Linse 4 ergeben sich damit vorbestimmte Winkel 19 zwischen der optischen Achse 9 der dielektrischen Linse 4 und der Hauptstrahlrichtung 6 des Radarsensors. Je nach Anzahl der dielektrischen Linsen bzw. Teillinsen sowie der Orientierung deren optischer Achsen 9 und der Anzahl der im Bereich der dielektrischen Linsen angeordneten Sendeantennenelemente 13 können somit unterschiedliche Anzahlen von Hauptstrahlrichtungen 6 realisiert werden und je nach Formgebung, Materialauswahl und Abstand der Sendeantennenelemente, deren Abstrahlrichtung nach den Bedürfnissen des jeweiligen Einsatzzwecks angepasst werden.In 2 the operation of such an inventive arrangement is shown. The PCB is visible in the lower part of the picture 2 on which an antenna element 13 is arranged. The antenna element 13 is in this case a pure transmitting antenna, the electromagnetic radiation in the direction of the central axis 5 of the sensor radiates. At a predetermined distance to the circuit board 2 with the transmitting antenna 13 is the dielectric focusing agent 4 represented, for example, consists of two partial lenses, each having a plano-convex shape. The two optical axes 9 the two partial lenses are aligned parallel to each other, and each perpendicular to the surface of the circuit board 2 aligned. The two plano-convex partial lenses 4 are in such a secant cut that the two cut surfaces the transition region between the two partial lenses 4 form and thus a dielectric lens 4 arises, which consists of two, plano-convex dielectric partial lenses. The from the transmitting antenna 13 radiated transmission power, which is essentially in the direction of the central axis of the sensor 5 is emitted, which is parallel to the optical axes 9 The two partial lenses are aligned by the dielectric lens 4 broken and focused. There are explanatory some ray paths 7 . 8th shown the resulting lobes and main beam directions 6 of the radar sensor 1 represent. This is how the two beam paths become 7 coming from the transmitting antenna 13 go out, transmitted substantially unbent by the dielectric lenses, as they pass through the lens center. The also from the transmitting antenna 13 radiated diffracted beam paths 8th become on the plane surface of the dielectric lens 4 and at the convex surface of the dielectric lens 4 Broken and create an unobstructed beam path 7 parallel electromagnetic beam. This sets the directions of the respective diffracted and undiffracted beam paths 7 . 8th the main beam directions 6 of the radar sensor 1 at. Depending on the shape of the shape of the dielectric lens 4 and the distance of the transmitting antenna element 13 of the dielectric lens and the material used of the dielectric lens 4 thus result in predetermined angle 19 between the optical axis 9 the dielectric lens 4 and the main beam direction 6 of the radar sensor. Depending on the number of dielectric lenses or partial lenses as well as the orientation of their optical axes 9 and the number of transmitting antenna elements arranged in the region of the dielectric lenses 13 Thus, different numbers of main beam directions 6 be realized and, depending on the shape, choice of material and distance of the transmitting antenna elements, whose emission direction are adapted to the needs of the particular application.

In 3 ist ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel, wie es bereits in 2 dargestellt wurde, mit einem Sendeantennenelement 13 und einer dielektrischen Linse, bestehend aus zwei dielektrischen Teillinsen 4 dargestellt. Die Leiterplatte, auf der das bzw. die Antennenelemente 12, 13 angeordnet sind, ist hierbei in einer Draufsicht dargestellt. Weiterhin sind die vertikale Symmetrieachse 10 sowie die horizontale Symmetrieachse 11 eingezeichnet. In der unteren Hälfte der 3, also unterhalb der horizontalen Symmetrieachse 11, ist die dielektrische Linse 4, bestehen aus zwei ineinander verschachtelten, jeweils plankonvexen dielektrischen Linsen 4 dargestellt. Diese sind dabei so angeordnet, dass deren Berührungsfläche symmetrisch zur vertikalen Symmetrieachse 10 ausgerichtet ist. Im Bereich dieser dielektrischen Linse ist die Sendeantenne 13 angeordnet, die beispielhaft auf der vertikalen Symmetrieachse 10 und symmetrisch zur horizontalen Symmetrieachse der dielektrischen Linse 4 (in 3 nicht eingezeichnet) ausgerichtet ist. Mittels dieser Sendeantenne 13 und der dielektrischen Linse 4 können nun zwei Hauptstrahlrichtungen 6 des Radarsensors 1 erzielt werden, die aus der Zeichenebene der 3 herausstrahlen und dabei zur vertikalen Symmetrieachse 10 spiegelsymmetrisch ausgerichtet sind. Im oberen Bereich der 3, also oberhalb der horizontalen Symmetrieachse 11, sind auf der Leiterplatte 2 beispielhaft vier Empfangsantennen 12 angeordnet. Aufgrund der Symmetrien und der Notwendigkeit, beispielsweise horizontale Azimutwinkel zu messen, sind die vier Empfangsantennen 12 in horizontaler Reihe nebeneinander angeordnet. Diese Empfangsantennen 12 sind außerhalb des Bereichs der dielektrischen Linse 4 angeordnet, so dass die an den Objekten reflektierte Teilstrahlung der Sendestrahlung von den Empfangsantennen 12 unfokussiert empfangen wird. Somit kann wie in 2 bereits dargestellt und in 3 nochmals verdeutlicht wurde, unter Verwendung nur einer Sendeantenne 13 durch eine spezielle Linsenform 4 mehrere nach links und rechts spiegelsymmetrisch geschwenkte Hauptstrahlrichtungen 6 ausgebildet werden. Da die Kosten bei heutigen Radarsensoren 1 im Wesentlichen durch die Anzahl der Sendekanäle bestimmt werden, kann durch eine solche Konfiguration beispielsweise ein Ecksensor mit zwei in unterschiedliche Azimutrichtungen ausgebildeten Hauptstrahlrichtungen 6 erzeugt werden und dabei nur eine Sendeantenne 13 verwendet werden. Dabei sind die in 3 dargestellten Sendeantennen 13 und Empfangsantennen 12 in planarer Technik ausgebildet. Obwohl nur sendeseitig eine Fokussierung mittels dielektrischer Linsen 4 vorgesehen ist, ist eine Winkelschätzung über die Auswertung der Phasendifferenz der von den Empfangsantennen 12 empfangenen Signale mit planaren Empfangsantennen möglich. Hierbei kann sich über den Empfangsantennen 12 lediglich eine radartransparente, flache Radomabdeckung befinden. Die in 3 dargestellte Ausführungsform gibt dabei eine bevorzugte Ausführungsform wieder, da diese eine besonders kleine und kompakte Bauweise eines Radarsensors mit zwei Antennenkeulen darstellt.In 3 is an exemplary embodiment, as it is already in 2 has been shown with a transmitting antenna element 13 and a dielectric lens consisting of two partial dielectric lenses 4 shown. The circuit board on which the antenna element (s) 12 . 13 are arranged, here is shown in a plan view. Furthermore, the vertical axis of symmetry 10 as well as the horizontal axis of symmetry 11 located. In the lower half of the 3 , ie below the horizontal axis of symmetry 11 , is the dielectric lens 4 , consist of two nested, each plano-convex dielectric lenses 4 shown. These are arranged so that their contact surface symmetrical to the vertical axis of symmetry 10 is aligned. In the area of this dielectric lens is the transmitting antenna 13 arranged, for example, on the vertical axis of symmetry 10 and symmetrical to the horizontal axis of symmetry of the dielectric lens 4 (in 3 not shown) is aligned. By means of this transmitting antenna 13 and the dielectric lens 4 can now have two main beam directions 6 of the radar sensor 1 obtained from the drawing plane of the 3 shine out and thereby to the vertical axis of symmetry 10 are aligned mirror-symmetrically. In the upper area of the 3 , ie above the horizontal axis of symmetry 11 , are on the circuit board 2 exemplarily four receiving antennas 12 arranged. Due to the symmetries and the need to measure, for example, horizontal azimuth angles, the four receiving antennas 12 arranged in a horizontal row next to each other. These receiving antennas 12 are outside the range of the dielectric lens 4 arranged so that the partial radiation reflected at the objects of the transmission radiation from the receiving antennas 12 received in an unfocused manner. Thus, as in 2 already shown and in 3 was clarified again, using only one transmitting antenna 13 through a special lens shape 4 several to the left and right mirror symmetry pivoted main beam directions 6 be formed. As the cost in today's radar sensors 1 can be determined essentially by the number of transmission channels, by such a configuration, for example, a corner sensor with two trained in different azimuth main beam directions 6 be generated while only one transmission antenna 13 be used. Here are the in 3 shown transmitting antennas 13 and receiving antennas 12 formed in a planar technique. Although only on the transmitter side focusing by means of dielectric lenses 4 is provided, is an angle estimate on the evaluation of the phase difference of the receiving antennas 12 received signals with planar receiving antennas possible. This may be over the receiving antennas 12 only a radar transparent, flat radome cover are. In the 3 illustrated embodiment is a preferred embodiment again, since this represents a particularly small and compact design of a radar sensor with two antenna lobes.

In 4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der wiederum die Leiterplatte 2 in Draufsicht dargestellt ist. Die Zentralachse 5 des Sensors weist dabei wieder senkrecht aus der Zeichenfläche heraus. Wiederum sind die vertikale Symmetrieachse 10 sowie die horizontale Symmetrieachse 11 eingezeichnet. Die Sendeeinrichtungen der dargestellten Variante sind wiederum im unteren Teil der Leiterplatte 2, also unterhalb der horizontalen Symmetrieachse 11 angeordnet. Die Empfangseinrichtungen sind wiederum, analog zur Darstellung in 3, oberhalb der horizontalen Symmetrieachse 11 angeordnet. Im Bereich der Sendeeinrichtungen ist wiederum eine dielektrische Linse 4 dargestellt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei Teillinsen 4 besteht, wobei wiederrum jede Teillinse eine plankonvexe, dielektrische Linse mit einer optischen Achse 9, senkrecht zur Zeichenebene aufweist. Diese plankonvexen Teillinsen sind wiederum sekantenförmig angeschnitten, so dass diese zu einer gemeinsamen dielektrischen Linse 4 zusammenrutschen. Im Bereich der dielektrischen Linse 4, also unterhalb des Bereichs, der parallel zu den optischen Achsen der dielektrischen Linse 4 auf die Leiterplatte 2 projiziert wird, befinden sich zwei Sendeantennenelemente 13. Diese beiden Sendeantennenelemente 13 strahlen wieder elektromagnetische Strahlung ab, die durch die dielektrische Linse 4 gebeugt werden. Dabei ist es möglich, die beiden Sendeantennen 13 gleichzeitig zu betreiben, so dass insgesamt 3x2=6 Hauptstrahlrichtungen 6 entstehen, wobei nicht jede dieser entstehenden Hauptstrahlrichtungen 6 eine derartige Intensität aufweist, dass diese für Auswertungen geeignet sind. Alternativ ist es auch möglich, die beiden Sendeantennen 13 wechselseitig zu betreiben, so dass nicht alle Hauptstrahlrichtungen 6 gleichzeitig ausgeleuchtet werden, sondern je nach betriebener Sendeantenne 13 unterschiedliche Raumrichtungennacheinander mit den Hauptstrahlrichtungen 6 ausgeleuchtet werden. Insbesondere beim Einsatz in leistungsfähigen Radarsystemen, die in MIMO(Multiple In Multiple Out)-Technik ausgeführt sind, kann eine derartige Anordnung mit zwei oder mehr Sendeantennen und beispielsweise zwei oder mehreren dielektrischen Teillinsen voreilhaft sein. In der oberen Hälfte der Leiterplatte 2, also oberhalb der horizontalen Symmetrieachse 11, sind wiederum mehrere Empfangsantennen 12 dargestellt, die je nach Bedarf und Empfindlichkeit in unterschiedlicher Anzahl vorgesehen sein können. Vorteilhafter Weise sind diese symmetrisch zur vertikalen Symmetrieachse 10 und in horizontaler Reihe parallel zur horizontalen Symmetrieachse 11 ausgerichtet. In der dargestellten Anordnung der 4 wird das mittlere dielektrische Linsenelement durch beide Sendeantennenelemente 13 mitverwendet, so dass im Vergleich zur konventionellen Bauweise eine Größenreduktion des Radarsensors erreicht werden kann. Weiterhin ist in 4 ein weiteres Sendeantennenelement 14 eingezeichnet, das optional vorgesehen sein kann. Dabei ist dieses weitere Sendeantennenelement 14 außerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen 4 angeordnet, so dass dessen abgestrahlte elektromagnetische Leistung nicht durch die dielektrische Linse 4 oder eine andere Fokussiereinrichtung fokussiert wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, eine Sendeantenne mit breiter Hauptstrahlcharakteristik in Azimutrichtung zu realisieren, die damit einen breiteren Ausleuchtungsbereich als die fokussierten Sendeantennenelemente 13 aufweisen. Ebenfalls ist es optional möglich, zusätzliche Sendeantennenelemente 13 im Bereich der dielektrischen Linse 4 vorzusehen, die in vertikaler Richtung oder horizontaler Richtung zu den eingezeichneten Sendeantennenelemente 13 verschoben sind, um bestimmte Winkelbereiche des Radarsensors 1 gezielt ausleuchten zu können.In 4 another embodiment is shown, in turn, the circuit board 2 is shown in plan view. The central axis 5 The sensor again points vertically out of the drawing area. Again, the vertical axis of symmetry 10 as well as the horizontal axis of symmetry 11 located. The transmitting devices of the illustrated variant are in turn in the lower part of the circuit board 2 , ie below the horizontal axis of symmetry 11 arranged. The receiving devices are again, analogous to the representation in FIG 3 , above the horizontal axis of symmetry 11 arranged. In the area of the transmitting devices is again a dielectric lens 4 shown, in the illustrated embodiment of three partial lenses 4 in turn, each partial lens is a plano-convex dielectric lens having an optical axis 9 , perpendicular to the plane. These plano-convex partial lenses are in turn sewn edge-shaped, so that these to a common dielectric lens 4 slide together. In the field of dielectric lens 4 , that is, below the area parallel to the optical axes of the dielectric lens 4 on the circuit board 2 is projected, there are two transmit antenna elements 13 , These two transmit antenna elements 13 emit electromagnetic radiation through the dielectric lens 4 to be bent. It is possible, the two transmit antennas 13 operate simultaneously, so that a total of 3x2 = 6 main beam directions 6 arise, although not each of these emerging main beam directions 6 has such an intensity that they are suitable for evaluations. Alternatively, it is also possible to use the two transmit antennas 13 operate mutually, so not all main beam directions 6 be lit simultaneously, but depending on powered transmitter antenna 13 different spatial directions successively with the main beam directions 6 be lit up. In particular, when used in powerful radar systems, which are implemented in MIMO (Multiple In Multiple Out) technology, such an arrangement with two or more transmitting antennas and, for example, two or more dielectric partial lenses may be premature. In the upper half of the circuit board 2 , ie above the horizontal axis of symmetry 11 , in turn, are several receiving antennas 12 represented, which can be provided according to need and sensitivity in varying numbers. Advantageously, these are symmetrical to the vertical axis of symmetry 10 and in a horizontal row parallel to the horizontal axis of symmetry 11 aligned. In the illustrated arrangement of 4 becomes the central dielectric lens element through both transmitting antenna elements 13 co-used, so that in comparison to conventional construction, a size reduction of the radar sensor can be achieved. Furthermore, in 4 another transmitting antenna element 14 located, which can be optionally provided. This is this further transmit antenna element 14 outside the range of dielectric lenses 4 so that its radiated electromagnetic power is not transmitted through the dielectric lens 4 or another focusing device is focused. This makes it possible, for example, to realize a transmitting antenna with a broad main beam characteristic in the azimuth direction, which thus has a wider illumination range than the focused transmitting antenna elements 13 exhibit. It is also optionally possible to add additional transmit antenna elements 13 in the field of dielectric lens 4 provide, in the vertical direction or horizontal direction to the drawn transmitting antenna elements 13 are shifted to certain angular ranges of the radar sensor 1 to illuminate targeted.

Die in 2 dargestellten dielektrischen Linsen 4 können dabei als Linsen mit Fresnel-Struktur ausgebildet sein, wodurch sich eine Verringerung im Gewicht und eine Verringerung der Bauhöhe des Radarsensors 1 ergibt, ohne dass hierdurch der Strahlengang durch die dielektrischen Linsen nachteilig beeinflusst wird.In the 2 illustrated dielectric lenses 4 can be designed as lenses with Fresnel structure, resulting in a reduction in weight and a reduction in the height of the radar sensor 1 results, without thereby the beam path is adversely affected by the dielectric lenses.

In 5 ist ein Fahrzeug 15 in Vogelperspektive dargestellt, das sich mit der Geschwindigkeit v in Richtung der eingezeichneten Fahrtrichtung 16 bewegt. Bei modernen Fahrerassistenzsystemen oder beim Einsatz eines Sensorsystems als Teil eines autonom oder hochautomatisiert fahrenden Fahrzeugs ist es notwendig, dass das Fahrzeug 15 über Objekte im Fahrzeugumfeld sehr genau Bescheid weiß. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass an allen vier Fahrzeugecken, also an der linken vorderen Fahrzeugecke, der rechten vorderen Fahrzeugecke, der hinteren rechten Fahrzeugecke sowie der hinteren linken Fahrzeugecke jeweils ein Radarsensor 1 vorgesehen ist. Im dargestellten Beispiel weist jeder der Radarsensoren 1 zwei Hauptstrahlrichtungen 6 auf, die durch die Richtungspfeile 17 und 18 dargestellt sind. Dabei repräsentieren die Richtungspfeile 17 die Hauptstrahlrichtung des Radarsensors 1 in Fahrtrichtung 16 bzw. parallel zur Fahrtrichtung 16. Die Richtungspfeile 18 repräsentieren die weitere Hauptstrahlrichtung 6 des Radarsensors quer zur Fahrtrichtung 16, insbesondere um den Abstand zu seitlich begrenzenden Objekten zu erkennen oder um benachbarte Fahrzeuge auf Nachbarfahrspuren detektieren zu können. Die dargestellte Form mit Radarsensor 1, die jeweils zwei Hauptstrahlrichtungen 6 aufweist, die sowohl parallel zur Fahrtrichtung 16, als auch senkrecht zur Fahrtrichtung 16 ausgerichtet sind, ist es notwendig, einen Sensor 1 so zu gestalten, dass in 2 der Winkel zwischen der optischen Achse 9 der dielektrischen Linse und der Hauptstrahlrichtung 6 etwa 45° ergibt. Dadurch ergibt sich ein Winkel zwischen beiden Hauptstrahlrichtungen 6 von etwa 90° wie in 5 dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, andere Winkelbereiche zu dimensionieren oder mehrere Hauptstrahlrichtungen 6 als die in 5 dargestellten Richtungen 17, 18 zu realisieren. Damit ist es möglich, das Fahrzeugumfeld mit unterschiedlichen Strahlungskeulen, die beispielsweise im Zeitmultiplex umgeschaltet werden oder im Raummultiplex umgeschaltet werden, auszuleuchten.In 5 is a vehicle 15 shown in bird's eye view, moving at the speed v in the direction of the marked direction of travel 16 emotional. In modern driver assistance systems or when using a sensor system as part of an autonomously or highly automated moving vehicle it is necessary that the vehicle 15 know very well about objects in the vehicle environment. For this purpose, it may be provided that in each case a radar sensor at all four vehicle corners, ie at the left front corner of the vehicle, the right front corner of the vehicle, the rear right corner of the vehicle and the rear left corner of the vehicle 1 is provided. In the example shown, each of the radar sensors 1 two main beam directions 6 on that by the directional arrows 17 and 18 are shown. The directional arrows represent this 17 the main beam direction of the radar sensor 1 in the direction of travel 16 or parallel to the direction of travel 16 , The directional arrows 18 represent the further main radiation direction 6 of the radar sensor transverse to the direction of travel 16 in particular in order to detect the distance to laterally delimiting objects or to be able to detect adjacent vehicles on neighboring lanes. The illustrated form with radar sensor 1 , each two main beam directions 6 which is both parallel to the direction of travel 16 , as well as perpendicular to the direction of travel 16 aligned, it is necessary to have a sensor 1 so that in 2 the angle between the optical axis 9 the dielectric lens and the main radiation direction 6 about 45 ° results. This results in an angle between the two main beam directions 6 from about 90 ° as in 5 shown. Of course, it is possible to dimension other angular ranges or multiple main beam directions 6 as the in 5 illustrated directions 17 . 18 to realize. This makes it possible to illuminate the vehicle environment with different radiation lobes, which are switched, for example, in time division multiplex or switched in space multiplex.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19530065 A1 [0002]DE 19530065 A1 [0002]

Claims (12)

Radarsensor (1) mit mehreren Hauptstrahlrichtungen (6), aufweisend eine Leiterplatte (2), auf der Antennenelemente (3) zum Senden und/oder zum Empfangen der Radarstrahlung angeordnet sind sowie mindestens zwei oder mehr dielektrische Linsen (4), die im Strahlengang der Antennenelemente (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei dielektrische Linsen (4) vorgesehen sind, dass im Bereich der mindestens zwei dielektrischen Linsen (4) mindestens eine oder mehrere Sendeantennen (13) angeordnet sind, deren Abstrahlrichtung senkrecht zur Leiterplattenoberfläche (2) ausgerichtet ist und dass jede der mindestens einen oder mehreren Sendeantennen (3) so außerhalb der optischen Achse (9) der dielektrischen Linse (4) angeordnet sind, dass die mindestens eine Sendeantenne (13) mit jeder der mindestens zwei dielektrischen Linsen (4) eine Hauptstrahlrichtung (6) des Radarsensors (1) erzeugt, die einen vorbestimmten Winkel (19) zur optischen Achse (9) der jeweiligen dielektrischen Linse (4) aufweist.Radar sensor (1) having a plurality of main beam directions (6), comprising a printed circuit board (2) on which are arranged antenna elements (3) for transmitting and / or receiving the radar radiation and at least two or more dielectric lenses (4) arranged in the beam path of the Antenna elements (3) are arranged, characterized in that at least two dielectric lenses (4) are provided, that in the region of the at least two dielectric lenses (4) at least one or more transmitting antennas (13) are arranged, the radiation direction perpendicular to the circuit board surface (2 ) and that each of the at least one or more transmitting antennas (3) are arranged outside the optical axis (9) of the dielectric lens (4) so that the at least one transmitting antenna (13) is aligned with each of the at least two dielectric lenses (4). a main beam direction (6) of the radar sensor (1) generates a predetermined angle (19) to the optical axis (9) of the respective dielectrics Chen lens (4). Radarsensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen (9) der mindestens zwei dielektrischen Linsen (4) jeweils senkrecht zur Leiterplatte (2) angeordnet sind.Radar sensor (1) after Claim 1 , characterized in that the optical axes (9) of the at least two dielectric lenses (4) are each arranged perpendicular to the printed circuit board (2). Radarsensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel (19) zwischen der Hauptstrahlrichtung (6) des Radarsensors (1) und der optischen Achse (9) der mindestens zwei Linsen (4) zwischen 20° und 90° liegt.Radar sensor (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the predetermined angle (19) between the main beam direction (6) of the radar sensor (1) and the optical axis (9) of the at least two lenses (4) is between 20 ° and 90 °. Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Antennenelemente zum Senden (13) und die ein oder mehreren Antennenelemente zum Empfangen (12) unterschiedliche Antennenelemente (3) sind.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more antenna elements for transmitting (13) and the one or more antenna elements for receiving (12) are different antenna elements (3). Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren Antennenelemente zum Empfangen (12) so auf der Leiterplatte (2) angeordnet sind, dass diese außerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen (4) liegen.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more antenna elements for receiving (12) on the printed circuit board (2) are arranged so that they are outside the range of the dielectric lenses (4). Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Sendeantennen (13) innerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen (4) mindestens eine oder mehrere weitere Sendeelemente (14) auf der Leiterplatte (2) angeordnet sind, die außerhalb des Bereichs der dielektrischen Linsen (4) liegen.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the transmitting antennas (13) within the region of the dielectric lenses (4) at least one or more further transmitting elements (14) on the printed circuit board (2) are arranged outside of the region of the dielectric lenses (4). Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer der mindestens zwei dielektrischen Linsen (4) zwei oder mehrere Sendeantennen (13) vorhanden sind.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of one of the at least two dielectric lenses (4) two or more transmitting antennas (13) are present. Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei dielektrischen Linsen (4) sich berühren und ineinander übergehen.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two dielectric lenses (4) touch each other and merge into each other. Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der mindestens zwei dielektrischen Linsen (4) oder alle dielektrische Linsen (4) als Fresnel-Linsen ausgeführt sind.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the at least two dielectric lenses (4) or all dielectric lenses (4) are designed as Fresnel lenses. Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser in an einem Fahrzeug (15), vorzugsweise als Eckensensor an einem Fahrzeug-Eck, verbaut ist.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is installed on a vehicle (15), preferably as a corner sensor on a vehicle corner. Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (1) so ausgerichtet ist, dass die mindestens zwei Hauptstrahlrichtungen (6) des Radarsensors (1) so orientiert sind, dass eine Hauptstrahlrichtung (6, 17) in etwa parallel zur Fahrtrichtung (16) des Fahrzeugs (15) und die andere Hauptstrahlrichtung (6, 18) in etwa senkrecht zur Fahrtrichtung (16) des Fahrzeugs (15) ausgerichtet ist.Radar sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the radar sensor (1) is aligned so that the at least two main beam directions (6) of the radar sensor (1) are oriented so that a main beam direction (6, 17) in approximately parallel to the direction of travel (16) of the vehicle (15) and the other main radiation direction (6, 18) is oriented approximately perpendicular to the direction of travel (16) of the vehicle (15). Fahrzeug (15) mit einem Radarsensor (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere dass in jedem Fahrzeugeck ein Radarsensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.Vehicle (15) with a radar sensor (1) according to one of the preceding claims, in particular that in each Fahrzeugck a radar sensor (1) is arranged according to one of the preceding claims.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112987028A (en) * 2019-12-12 2021-06-18 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Laser radar vision system
US20220021124A1 (en) * 2018-12-06 2022-01-20 Iee International Electronics & Engineering S.A. Automotive microwave lens device for generation of heart-shaped radiation pattern in interior car sensing applications

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19530065A1 (en) 1995-07-01 1997-01-09 Bosch Gmbh Robert Monostatic FMCW radar sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19530065A1 (en) 1995-07-01 1997-01-09 Bosch Gmbh Robert Monostatic FMCW radar sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220021124A1 (en) * 2018-12-06 2022-01-20 Iee International Electronics & Engineering S.A. Automotive microwave lens device for generation of heart-shaped radiation pattern in interior car sensing applications
US11894611B2 (en) * 2018-12-06 2024-02-06 Iee International Electronics & Engineering S.A. Automotive microwave lens device for generation of heart-shaped radiation pattern in interior car sensing applications
CN112987028A (en) * 2019-12-12 2021-06-18 通用汽车环球科技运作有限责任公司 Laser radar vision system

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