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Die Erfindung betrifft einen Radarabsorber für Fahrzeuge.
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Aktuelle Fahrzeuge weisen häufig einen oder mehrere Radarsensoren auf, die z.B. als Einparkhilfe oder zur Abstandsmessung zum vorausfahrenden Fahrzeug dienen. Solche Radarsensoren sind an unterschiedlichen Stellen im bzw. am Fahrzeug verbaut. Um Reflexionen von vom Radarsensor ausgesendeten Radarstrahlen an Bauteilen möglichst vom Radarsensor fernzuhalten, sind bereits unterschiedliche Möglichkeiten bekannt. Beispielsweise wird bei nicht verdeckt eingebauten Radarsensoren die Frontabdeckung bzw. deren Beschichtung so konstruiert, dass die Radarstrahlen möglichst nicht reflektiert werden. Bei verdeckten Radarsensoren werden sogenannte Absorber verwendet, welche den Radarsensor umgeben bzw. einbetten und damit von Bauteilen reflektierte Radarstrahlen weitgehend absorbieren.
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Allerdings sind die bisher bekannten Möglichkeiten, das unerwünschte Zurückstrahlen von ausgesendeten Radarstrahlen auf den Radarsensor durch Absorption zu verhindern, verbesserungswürdig.
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Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, einen verbesserten Radarabsorber bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Reflexionen von Radarstrahlen sind unerwünscht, insbesondere wenn die reflektierten Strahlen auf den Radarsensor zurückstrahlen und damit ein Rauschen bei der Erkennung verursachen. Bei verdeckt verbauten Radarsensoren treten Reflexionen beispielsweise an glatten Oberflächen wie dem Stoßfänger-Lack oder der metallischen Karosserie- bzw. Rahmenstruktur auf. Bereits bekannte Radarabsorber erfüllen zwar die Funktion, Radarstrahlen zu absorbieren, sind aber verbesserungswürdig, da trotz absorbierendem Material des Radarabsorbers immer noch Reflexionen unkontrolliert in Richtung des Radarsensors strahlen und damit dessen Signalgüte reduzieren.
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Vorgeschlagen wird deshalb ein Radarabsorber zur Anordnung an einem Bereich eines Fahrzeugs nahe oder an einem Radarsensor des Fahrzeugs, wobei zumindest ein Teil des Radarabsorbers eine Struktur aufweist, die derart gebildet ist, dass darauf auftreffende Radarstrahlen in einer vorgegebenen Weise reflektiert werden.
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Die Anordnung des Radarabsorbers erfolgt nahe oder an dem Radarsensor, damit er möglichst nahe am Radarsichtfeld ist. Die genaue Anordnung und Nähe zum Radarsensor hängt von der Ausführung des Radarsensors und auch des Radarabsorbers ab und wird für jedes Fahrzeug bzw. jeden Fahrzeugtyp individuell festgelegt.
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Bisher sind nur Radarabsorber mit glatter Oberfläche bekannt, also ohne Struktur. Dies kann sogar dazu führen, dass durch die Nähe zum Radarsensor eine Vielzahl an kurzen Signalen durch z.B. Karosseriebauteile in Richtung Radarsensor reflektiert wird, was zu einem Grundrauschen führen kann, das die Signalgüte des Radarsensors verringert. Durch eine vorgegebene Struktur des Radarabsorbers können Reflexionen besser kontrolliert und vom Radarsensor abgehalten werden, so dass die Signalgüte verbessert und damit die Genauigkeit des Radarsensors erhöht wird. Dies wird durch eine Reflexion an der Struktur erreicht, welche je nach Anwendung hierfür individuell ermittelt wird.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Struktur derart gebildet ist, dass darauf auftreffende Radarstrahlen vom Radarsensor mittels diffuser Reflexion abgelenkt werden oder derart innerhalb der Struktur reflektiert werden, dass sie einen Großteil ihrer Energie verlieren. Das Prinzip der diffusen Reflexion ist bekannt. Auf eine nicht glatte Oberfläche auftreffende Lichtstrahlen werden von den Unebenheiten reflektiert, wobei aufgrund der Unebenheiten unterschiedliche Reflexionswinkel der Strahlen resultieren und es damit zu einer Streuung des Lichts kommt, welche auch als diffuse Reflexion bezeichnet wird. Dieser Effekt wird für den vorgeschlagenen Radarabsorber genutzt. Allerdings kann hier keine allgemeine Formel oder konstruktive Ausgestaltung angegeben werden, in welchem genauen Winkel die Strahlen reflektiert werden müssen oder wie die Strukturen genau auszusehen haben, da dies von vielen Faktoren abhängig ist, unter anderem der Form des Radarsensors und des Radarabsorbers, sowie der Anordnung innerhalb des Fahrzeugs. Auch spielen umgebende Karosseriestruktur und Bauteile eine Rolle. Insofern muss für jede Anwendung individuell bestimmt werden, welche Struktur der Radarabsorber aufweisen muss, um unerwünscht reflektierte Radarstrahlen vom Radarsensor fernzuhalten. Dies erfolgt vorteilhaft mittels computergestützter Simulation.
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Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Struktur dreidimensionale Erhebungen aufweist. Vorteilhaft sind mehrere zueinander benachbarte Erhebungen gleichartig oder voneinander verschieden gebildet. Vorteilhaft sind die Erhebungen als Vielecke gebildet, umfassend Pyramiden, Hexagone, Rechtecke mit oder ohne abgeflachte Ecken oder Kanten. Alternativ oder zusätzlich sind die Erhebungen direkt benachbart oder in einem Abstand zueinander angeordnet. Dabei können benachbarte Erhebungen gleichartig gebildet sein, also z.B. als Pyramiden, oder voneinander verschieden, z.B. abwechselnd als Pyramide und Rechteck mit oder ohne abgeflachte Ecken. Es kann aber auch jede Erhebung eine individuelle Form aufweisen. Auch kann die Höhe und/oder Breite bzw. Dicke jeder Erhebung individuell gewählt werden.
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Durch die Bereitstellung einer weniger reflektierenden Oberfläche des Radarabsorbers aufgrund einer vorgegebenen Struktur kann die Signalgüte des Radarsensors erhöht werden, da weniger unerwünschte, durch z.B. Karosseriebauteile reflektierte Radarstrahlen auf den Radarsensor auftreffen. Solche Strukturen wurden bisher nur verwendet, um ein Fahrzeug unsichtbar gegen Radarstrahlen zu machen, z.B. bei Geschwindigkeitskontrollen. Eine Anwendung ist auch bei Flugzeugen im militärischen Bereich bekannt, z.B. beim sogenannten Stealth-Flugzeug, das durch eine Struktur auf seiner Oberfläche Radarstrahlen so absorbiert bzw. reflektiert, dass das Flugzeug nahezu unsichtbar wird. Dies ist konträr zur vorgeschlagenen Anwendung, da hier Strukturen verwendet werden sollen, um unerwünscht reflektierte Radarstrahlen gezielt vom Radarsensor fernzuhalten, z.B. durch Reflexion in eine andere Richtung oder solange innerhalb der Struktur, bis ihre Energie nicht mehr ausreicht, um das erwünschte Signal von zu erfassenden Objekt zu beeinträchtigen. Somit können die vom Radarsensor auf das zu erfassende Objekt gestrahlte und von dort zurückgestrahlte bzw. reflektierte Radarstrahlen ohne Störungen durch unerwünscht reflektierte Radarstrahlen erfasst werden.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Radarabsorber ein Sichtfeld des Radarsensors trichterförmig umschließt. Durch die Anordnung des Radarabsorbers um den Radarsensor herum kann der Radarsensor vor unerwünscht reflektierten Radarstrahlen aus jeder Richtung geschützt werden. Dies ist vor allem bei verdeckt angeordneten Radarsensoren und Radarabsorbern vorteilhaft, da hier vermehrt Reflexionen von Karosseriebauteilen die Erfassung durch den Radarsensor beeinträchtigen können.
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Ferner wird ein Fahrzeug mit mindestens einem an einem Bereich davon angeordneten Radarsensor vorgeschlagen, wobei ein Radarabsorber nahe oder an dem Radarsensor angeordnet ist.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Bereich des Fahrzeugs ein Stoßfänger ist, und dass der Radarsensor derart hinter dem Stoßfänger verbaut ist, dass er zu einer Sichtseite nach außerhalb des Fahrzeugs von diesem verdeckt ist. Reflexionen treten besonders bei verdeckt verbauten Radarsensoren auf, so dass der Radarabsorber besonders bei diesen Ausführungen Verwendung findet.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Radarabsorber an dem Radarsensor befestigt ist, oder dass der Radarabsorber an einer Halterung des Fahrzeugs befestigt ist und den Radarsensor aufnimmt. Die Befestigung des Radarabsorbers kann abhängig vom Fahrzeugtyp und vom verwendeten Radarsensor gewählt werden, so dass die Anwendung flexibel für unterschiedliche Fahrzeuge ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Radarabsorbers gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
- 2a bis 2c zeigen eine schematische Darstellung möglicher Strukturen des Absorbers gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein an einem Fahrzeug bevorzugt z.B. hinter einem Stoßfänger verdeckt zu verbauender Radarabsorber 1 schematisch gezeigt. Der Radarabsorber 1 weist hier einen Bereich 10 auf, der als Aussparung gebildet ist und den Radarsensor aufnimmt. Der Radarsensor kann dabei zur Verwendung für Fahrerassistenzfunktionen wie Abstandserfassung zu einem Objekt verwendet werden. Außerdem sind zwei zum Bereich 10 zur Aufnahme des Radarsensors jeweils benachbart angeordnete Bereiche 11a und 11b gezeigt. Der Bereich 11a ist hierbei beispielhaft für bisherige Radarabsorber 1 als glatte Fläche dargestellt, und der Bereich 11b ist als Bereich mit erfindungsgemäßer Struktur 2 dargestellt. Die Struktur 2 ist hier als gleichmäßiges Raster mehrerer Erhebungen bzw. Strukturteile 21, 22 dargestellt, kann aber auch ungleichmäßig sowohl in der Anordnung, also bei den Abständen der einzelnen Strukturteile 21, 22, z.B. der Erhebungen, als auch in der Höhe der Strukturteile 21, 22 sein. Die Struktur 2 kann in allen Bereichen 11a und 11b des Radarabsorbers 1 vorhanden sein, aber auch nur in Teilen, wie in 1 durch die unterschiedlichen Bereiche 11a und 11b angedeutet, je nach Anwendung. Es können auch lediglich Teile eines Bereichs 11a oder 11b eine Struktur aufweisen und andere Teile als glatte Oberfläche gebildet sein.
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Der Radarabsorber 1 kann als separates Bauteil gebildet und an der Karosserie des Fahrzeugs oder am Radarsensor befestigt sein, wenn dieser an der Karosserie befestigt ist. Oder er kann als Teil eines Bereichs in bzw. an der Karosserie vorgesehen sein, so dass der Radarsensor an dem Radarabsorber 1 befestigt werden kann.
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Der Radarabsorber 1 umschließt ein Sichtfeld des Radarsensors vorteilhaft trichterförmig. Das heißt, dass die vom Radarsensor ausgestrahlten Radarstrahlen und vom zu erfassenden Objekt reflektierten Radarstrahlen nicht durch Radarstrahlen, welche von anderen, den Radarsensor umgebenden Objekten wie Karosserieteilen etc. auf den Radarsensor reflektiert werden, beeinträchtigt werden. Somit kann ein störendes Rauschen des Signals verhindert und die Signalgüte erhöht werden, wodurch die Genauigkeit des Radarsensors verbessert wird.
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2a bis 2c zeigen unterschiedliche Ausführungen der Struktur 2, genauer von Strukturteilen 21, 22, wobei die dargestellten Formen lediglich als Beispiele dienen. 2a zeigt eine gleichmäßige Pyramidenstruktur 21, 2b zeigt eine gleichmäßige Rechteckstruktur 22 mit abgerundeten Ecken, und 2c zeigt eine gemischte Struktur aus Pyramide 21 und Rechteck 22 mit abgerundeten Ecken, wobei die Pyramide 21 höher ist als die Rechtecke 22 und auch der Abstand zwischen den Strukturteilen 21, 22 unterschiedlich ist.
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Wie bereits beschrieben kann die Art, Dimensionierung und Anordnung der Erhebungen bzw. Strukturteile 21, 22 der Struktur 2 für jede Anwendung unterschiedlich sein und wird individuell dafür bestimmt. Dies erfolgt vorteilhaft mittels computergestützter Simulation.
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Durch die Bereitstellung eines Radarabsorbers 1 mit einer Struktur 2 anstelle einer glatten Oberfläche können unerwünschte, z.B. von Karosserieteilen reflektierte Radarstrahlen vom Radarsensor ferngehalten werden, so dass die Signalgüte des Radarsensors erhöht wird und damit auch die Erfassungsgenauigkeit.
