DE102020134560B3 - Motor vehicle with a radar sensor arrangement and method for synchronizing radar sensors - Google Patents

Motor vehicle with a radar sensor arrangement and method for synchronizing radar sensors Download PDF

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Abstract

Kraftfahrzeug (1) mit einer Radarsensoranordnung (5), wobei die Radarsensoranordnung (5) umfasst:- wenigstens zwei beabstandet an einer Seite des Kraftfahrzeugs (1) verbaute Radarsensoren (3, 4) einer Kohärenzgruppe,- wenigstens eine Steuereinrichtung (6), die zum multistatischen Betrieb der Radarsensoren (3, 4) ausgebildet ist,- einen in einem Master-Radarsensor (3) der Radarsensoren (3, 4) angeordneten Lokaloszillator (7) zur Erzeugung eines Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, und- eine Synchronisierungsanordnung zur Synchronisierung der Radarsensoren (3, 4) der Kohärenzgruppe bezüglich des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, welche eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Übermittlung des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals aufweist, wobei für wenigstens ein Paar von Master-Radarsensor (3) und weiterem Radarsensor (4) eine zwischen den Radarsensoren (3, 4) angeordnete Komponente des Kraftfahrzeugs (1) wenigstens in einem Reflexionsbereich (16) ein bei der Frequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals reflektierendes Material und/oder eine Formgebung zur Erzeugung eines definierten Kommunikationswegs (15) für das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal mit einer messbaren Phasenverschiebung aufweist, wobei der weitere Radarsensor (4) eine Korrektureinrichtung (12) zur Korrektur der Phasenverschiebung zur Herstellung der Synchronisierung aufweist.Motor vehicle (1) with a radar sensor arrangement (5), wherein the radar sensor arrangement (5) comprises: - at least two spaced apart on one side of the motor vehicle (1) installed radar sensors (3, 4) of a coherence group, - at least one control device (6) which is designed for multistatic operation of the radar sensors (3, 4), - a local oscillator (7) arranged in a master radar sensor (3) of the radar sensors (3, 4) for generating a high-frequency local oscillator signal, and - a synchronization arrangement for synchronizing the radar sensors (3 , 4) the coherence group with regard to the high-frequency local oscillator signal, which has a communication device for wireless transmission of the high-frequency local oscillator signal, with a component of the motor vehicle arranged between the radar sensors (3, 4) being used for at least one pair of master radar sensors (3) and another radar sensor (4). (1) at least in a reflection area (16) at the frequency of the high frequency material that reflects the high-frequency local oscillator signal and/or has a shape for generating a defined communication path (15) for the high-frequency local oscillator signal with a measurable phase shift, the further radar sensor (4) having a correction device (12) for correcting the phase shift to establish synchronization.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Radarsensoranordnung, wobei die Radarsensoranordnung umfasst:

  • - wenigstens zwei beabstandet an einer Seite des Kraftfahrzeugs verbaute Radarsensoren einer Kohärenzgruppe,
  • - wenigstens eine Steuereinrichtung, die zum multistatischen, insbesondere kohärenten, Betrieb der Radarsensoren ausgebildet ist,
  • - einen in einem Master-Radarsensor der Radarsensoren angeordneten Lokaloszillator zur Erzeugung eines Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, und
  • - eine Synchronisierungsanordnung zur Synchronisierung der Radarsensoren der Kohärenzgruppe bezüglich des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, welche eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Übermittlung des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals von dem Master-Radarsensor zu dem wenigstens einen weiteren Radarsensor aufweist.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Synchronisierung von Radarsensoren einer Kohärenzgruppe einer Radarsensoranordnung in einem derartigen Kraftfahrzeug.The invention relates to a motor vehicle with a radar sensor arrangement, the radar sensor arrangement comprising:
  • - at least two radar sensors of a coherence group installed at a distance on one side of the motor vehicle,
  • - at least one control device, which is designed for multistatic, in particular coherent, operation of the radar sensors,
  • - a local oscillator arranged in a master radar sensor of the radar sensors for generating a high-frequency local oscillator signal, and
  • - A synchronization arrangement for synchronizing the radar sensors of the coherence group with respect to the high-frequency local oscillator signal, which has a communication device for wireless transmission of the high-frequency local oscillator signal from the master radar sensor to the at least one further radar sensor.
In addition, the invention relates to a method for synchronizing radar sensors of a coherence group of a radar sensor arrangement in such a motor vehicle.

Der Einsatz von Radarsensoren in Kraftfahrzeugen ist im Stand der Technik bereits seit längeren bekannt. Dabei werden die Radarsensoren üblicherweise als Umgebungssensoren genutzt, um Informationen zu Abstand und/oder Geschwindigkeit von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs festzustellen und wenigstens einer Fahrzeugfunktion, beispielsweise einer Fahrerassistenzfunktion, bereitzustellen. Insbesondere stellen Radardaten von Radarsensoren in Kraftfahrzeugen eine wichtige Eingangsgröße für Funktionen zum vollständig automatischen Betrieb des Kraftfahrzeugs (hochautomatisiertes Fahren) und Sicherheitssysteme dar. Dabei steigen die Anforderungen an die Fähigkeiten der Radarsensoren mit den Anforderungen an die entsprechenden Fahrzeugsysteme, die die Funktionen umsetzen, in denen die Radardaten eingesetzt werden. Dabei ist insbesondere die Trennfähigkeit unterschiedlicher Objekte eine hoch priorisierte Anforderung in der aktuellen Entwicklung. Um durch hohe Winkelauflösung eine hervorragende Trennfähigkeit herzustellen, ist aus physikalischen Gründen eine große Apertur der Antennenanordnung des Radarsensors notwendig, was wiederum eine große Antennenanordnung bedingen würde. Derartig große Antennenanordnungen für Radarsensoren lassen sich jedoch in modernen Kraftfahrzeugen nur äußerst schwierig oder sogar überhaupt nicht integrieren.The use of radar sensors in motor vehicles has long been known in the prior art. In this case, the radar sensors are usually used as environment sensors in order to determine information on the distance and/or speed of objects in the environment of the motor vehicle and to provide at least one vehicle function, for example a driver assistance function. In particular, radar data from radar sensors in motor vehicles represent an important input variable for functions for fully automatic operation of the motor vehicle (highly automated driving) and safety systems. The requirements for the capabilities of the radar sensors increase with the requirements for the corresponding vehicle systems that implement the functions in which the radar data are used. In particular, the ability to separate different objects is a high-priority requirement in current development. In order to produce an excellent separation capability through high angular resolution, a large aperture of the antenna arrangement of the radar sensor is necessary for physical reasons, which in turn would require a large antenna arrangement. Such large antenna arrays for radar sensors, however, are extremely difficult or even impossible to integrate in modern motor vehicles.

Um eine gesteigerte Winkelauflösung zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, mehrere Radarsensoren eines Kraftfahrzeugs, die beispielsweise einer Kohärenzgruppe zugeordnet sein können, als ein multistatisches System zu nutzen, mithin die Radarsensoren kohärent oder zumindest quasi-kohärent zu betreiben. Dabei sendet einer der Radarsensoren ein Radarsignal aus, welches nicht nur von diesem Radarsensor selbst, sondern auch von wenigstens einem anderen Radarsensor der Kohärenzgruppe empfangen werden kann. Die Antennenanordnungen der verschiedenen Radarsensoren der Kohärenzgruppe wirken mithin als eine vergrößerte Gesamtantenne zusammen, sodass die Apertur erhöht ist und eine verbesserte Winkelauflösung gegeben ist.In order to achieve increased angular resolution, it has already been proposed to use a number of radar sensors in a motor vehicle, which can be assigned to a coherence group, for example, as a multistatic system, thus operating the radar sensors coherently or at least quasi-coherently. In this case, one of the radar sensors emits a radar signal which can be received not only by this radar sensor itself, but also by at least one other radar sensor of the coherence group. The antenna arrangements of the various radar sensors of the coherence group therefore work together as an enlarged overall antenna, so that the aperture is increased and an improved angular resolution is provided.

Eine wesentliche Rolle spielt dabei die hochpräzise Synchronisierung der Radarfrontends, insbesondere der Radartransceiver, der Radarsensoren. Diese ist insbesondere notwendig, um Phasenunterschiede tatsächlich feststellen zu können. Im Bereich der 77 GHz-Radarsensoren wurde vorgeschlagen, eine Synchronisationsleitung für ein Oszillatorsignal, insbesondere LO-Signal eines Lokaloszillators, zu verwenden. Wird eine Leiterplatte mit mehreren, Radartransceiver realisierenden Radar-Chips verwendet, kann das Oszillatorsignal zwischen den Radartransceivern beispielsweise über eine Mikrostreifenleitung übertragen werden. Um eine Aperturvergrößerung zum Erhalt hinreichender Winkelauflösungen für Anforderungen moderner Fahrzeugsysteme in Kraftfahrzeugen zu erhalten, ist jedoch die Nutzung unterschiedlicher, mithin räumlich getrennter Radarsensoren in der Kohärenzgruppe notwendig, sodass die Verteilung des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals über Kabel erschwert ist. Vibrationen, Temperaturschwankungen und dergleichen verursachen Fehlereffekte, insbesondere Verzerrungen, in den Kommunikationsleitungen, sodass die Synchronisation fehlerhaft oder sogar unmöglich wird, entsprechend auch kein kohärentes Radarbild unter Nutzung der Radarsensoren erzeugt werden kann.The high-precision synchronization of the radar front ends, in particular the radar transceivers and the radar sensors, plays an important role here. This is necessary in particular in order to actually be able to determine phase differences. In the field of 77 GHz radar sensors, it was proposed to use a synchronization line for an oscillator signal, in particular a LO signal of a local oscillator. If a printed circuit board with a plurality of radar chips realizing radar transceivers is used, the oscillator signal can be transmitted between the radar transceivers, for example via a microstrip line. However, in order to obtain an aperture enlargement to obtain sufficient angular resolutions for the requirements of modern vehicle systems in motor vehicles, the use of different, and therefore spatially separate, radar sensors in the coherence group is necessary, so that the distribution of the high-frequency local oscillator signal via cables is difficult. Vibrations, temperature fluctuations and the like cause error effects, in particular distortions, in the communication lines, so that synchronization becomes incorrect or even impossible, and accordingly no coherent radar image can be generated using the radar sensors.

DE 10 2019 211 431 A1 schlägt in diesem Zusammenhang vor, ein Oszillatorsignal bzw. Synchronisationssignal zwischen und/oder zu den Radarsensoren über eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu übertragen. Diese kann beispielsweise eine Funkverbindung sein. Allerdings werden in Kraftfahrzeugen die Radarsensoren üblicherweise verdeckt, mithin innerhalb von Komponenten des Kraftfahrzeugs verbaut, sodass es schwierig ist, direkten Sicht- und somit Funkkontakt herzustellen. Beispielsweise werden die Radarsensoren im Bereich der Fahrzeugfront aufgrund der Fahrzeugbombierung gegeneinander, was den direkten Kommunikationsweg angeht, abgeschirmt. Mithin kann über eine direkte drahtlose Kommunikationsverbindung, wie in DE 10 2019 211 431 A1 vorgeschlagen, in zumindest einem Teil der Fälle keine verlässliche Synchronisierung erreicht werden. DE 10 2019 211 431 A1 proposes in this context to transmit an oscillator signal or synchronization signal between and/or to the radar sensors via a wireless communication link. This can be a radio link, for example. However, the radar sensors are usually covered in motor vehicles, and are therefore installed within components of the motor vehicle, so that it is difficult to establish direct visual and thus radio contact. For example, the radar sensors in the area of the front of the vehicle are shielded from each other as far as the direct communication path is concerned due to the vehicle camber. Consequently, via a direct wireless communication link, as in DE 10 2019 211 431 A1 in front beaten, reliable synchronization cannot be achieved in at least some of the cases.

DE 10 2016 216 251 A1 betrifft ein Kraftfahrzeug zur Nutzung im Straßenverkehr. Dabei werden wenigstens zwei Radarreflektoren an entlang wenigstens einer Ausdehnungsrichtung des Kraftfahrzeugs gegenüberliegenden Rändern derart angeordnet, dass aus einer Vermessung der Radarreflektoren die Ausdehnung des Kraftfahrzeugs entlang der Ausdehnungsrichtung bestimmbar ist. DE 10 2016 216 251 A1 relates to a motor vehicle for use on the road. At least two radar reflectors are arranged on opposite edges along at least one expansion direction of the motor vehicle in such a way that the expansion of the motor vehicle along the expansion direction can be determined from a measurement of the radar reflectors.

DE 10 2017 209 599 A1 betrifft ein Karosserieteil für ein Fahrzeug, welches mehrere definierte Radarreflektoren aufweist, welche eine auf sie auftreffende Radarstrahlung in Richtung einer Strahlungsquelle, welche die Radarstrahlung emittiert hat, zumindest teilweise zurückreflektieren, um so eine verbesserte Erkennung des Fahrzeugs zu ermöglichen. DE 10 2017 209 599 A1 relates to a body part for a vehicle which has a plurality of defined radar reflectors which at least partially reflect back a radar radiation striking them in the direction of a radiation source which has emitted the radar radiation, in order to enable improved detection of the vehicle.

US 2014/0368375 A1 betrifft die Integration von Radarsensoren in ein Kraftfahrzeug. Dabei umfasst ein Kollisionsdetektionssystem den im Außenbereich des Kraftfahrzeugs montierten Radarsensor, wobei wenigstens eine Komponente wenigstens teilweise einen Hohlraum definiert. Der Hohlraum wird wenigstens teilweise mit einem Material gefüllt, das einen Anteil der Radarenergie, die von dem Radarsensor ausgesendet wird, modifiziert und zum Radarsensor zurücksendet. US 2014/0368375 A1 relates to the integration of radar sensors in a motor vehicle. A collision detection system includes the radar sensor mounted on the exterior of the motor vehicle, with at least one component at least partially defining a cavity. The cavity is at least partially filled with a material that modifies and retransmits a portion of the radar energy emitted by the radar sensor to the radar sensor.

DE 10 2016 125 190 A1 offenbart ein Radarsystem für ein Fahrzeug, wobei vorgeschlagen wird, Antennenelemente bzw. Funkköpfe an eine Radareinheit bzw. Radarschaltung mittels Wellenleitern derart anzubinden, dass insbesondere ein gleichzeitiges Bereitstellen von jeweiligen Radarfrequenzsignalen, die von einem gemeinsamen Lokaloszillatorsignal hergeleitet sind, möglich ist. Dabei ist eine Master-Slave-Struktur denkbar, die neben einem phasenkohärenten Betrieb auch hinsichtlich der Synchronisierung genutzt werden kann. DE 10 2016 125 190 A1 discloses a radar system for a vehicle, it being proposed to connect antenna elements or radio heads to a radar unit or radar circuit by means of waveguides in such a way that, in particular, it is possible to simultaneously provide respective radar frequency signals which are derived from a common local oscillator signal. In this case, a master-slave structure is conceivable which, in addition to phase-coherent operation, can also be used with regard to synchronization.

DE 10 2018 114 471 B4 beschreibt die Phasenmessung in einem Radarsystem, wobei zwei Radar-Chips mittels eines HF-Signalpfads verbunden sein sollen, über den ein HF-Oszillatorsignal übertragen werden soll. Mittels eines HF-Feedback-Signals soll eine Phasenverschiebung entlang des HF-Signalpfads messbar sein. Für den Signalpfad ist lediglich offenbart, dass die HF-Leitungen als Streifenleitungen oder Wellenleiter ausgebildet sein können. DE 10 2018 114 471 B4 describes the phase measurement in a radar system, where two radar chips are to be connected by means of an HF signal path over which an HF oscillator signal is to be transmitted. A phase shift along the HF signal path should be measurable by means of an HF feedback signal. For the signal path, it is only disclosed that the HF lines can be in the form of strip lines or waveguides.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Hochfrequenz-Synchronisierung von multistatisch zu betreibenden Radarsensoren auch bei nicht vorhandener Sichtlinie verlässlich zu erlauben.The invention is based on the object of reliably allowing an improved possibility for high-frequency synchronization of radar sensors to be operated multistatically, even when there is no line of sight.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass für wenigstens ein Paar von Master-Radarsensor und weiteren Radarsensor eine zwischen den Radarsensoren angeordnete, insbesondere hohl ausgebildete, Komponente, wobei wenigstens eine der wenigstens einen Komponente bei auf das Vorfeld oder den Rückraum des Kraftfahrzeugs (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Stoßfänger (2) und/oder bei auf einen Seitenbereich neben dem Kraftfahrzeug (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Schweller und/oder ein Kotflügel und/oder eine Tür ist, des Kraftfahrzeugs wenigstens in wenigstens einem Reflexionsbereich ein bei der Frequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals reflektierendes Material und/oder eine Formgebung zur Erzeugung eines definierten Kommunikationswegs für das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal mit einer messbaren Phasenverschiebung aufweist, wobei der weitere Radarsensor eine Korrektureinrichtung zur Korrektur der Phasenverschiebung des über den Kommunikationsweg empfangenen Hochfrequenzlokaloszillatorsignals zur Herstellung der Synchronisierung aufweist.To solve this problem, in a motor vehicle of the type mentioned at the outset, the invention provides that for at least one pair of master radar sensor and additional radar sensor, a component that is arranged between the radar sensors and is in particular hollow, with at least one of the at least one component on the apron or the rear area of the motor vehicle (1) aligned radar sensors (3, 4) a bumper (2) and/or in the case of radar sensors (3, 4) aligned to a side area next to the motor vehicle (1) a rocker panel and/or a fender and/or is a door, the motor vehicle has, at least in at least one reflection area, a material that is reflective at the frequency of the high-frequency local oscillator signal and/or a shape for generating a defined communication path for the high-frequency local oscillator signal with a measurable phase shift, the further radar sensor having a correction device for correcting the Having phase shift of the high-frequency local oscillator signal received via the communication path to produce the synchronization.

Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen den zu synchronisierenden Radarsensoren über konstruktiv geplante Spiegelungen innerhalb einer Komponente des Kraftfahrzeugs zu realisieren. Diese ermöglicht es, auch bei nicht vorhandener direkter Sichtverbindung zwischen zwei bezüglich des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals zu synchronisierenden Radarsensoren eine verlässliche Übertragung des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals bereitzustellen. Hierdurch wiederum ist eine deutlich vergrößerte virtuelle Apertur der Radarsensoranordnung, insbesondere der Kohärenzgruppe, ermöglicht, wodurch sich die Winkelauflösung und somit die Trennfähigkeit des durch die Kohärenzgruppe geschaffenen virtuellen Radarsensors massiv erhöht. Es sind keine empfindlichen Leitungen zur Verbindung der einzelnen Radarsensoren erforderlich. Insbesondere ermöglicht es die vorliegende Erfindung also, die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs auszunutzen, wozu beispielsweise zwei Radarsensoren der Kohärenzgruppe an gegenüberliegenden Ecken des Kraftfahrzeugs angeordnet werden können. Dies gilt auch, wenn hierdurch grundsätzlich durch weitere Kraftfahrzeugkomponenten eine gegenseitige Abschirmung der Radarsensoren eintreten würde, da durch die konstruktiv gezielt gewählte Ausgestaltung der wenigstens einen ohnehin vorhandenen und einer Doppelnutzung zugeführten Kraftfahrzeugkomponente ein definierter Kommunikationsweg, bevorzugt durch Luft, bereitgestellt wird, ohne dass Kabel benötigt würden, die bei Hochfrequenzlokaloszillatorsignalen Störungen mit sich bringen würden.According to the invention, it is therefore proposed to implement a wireless communication connection between the radar sensors to be synchronized by means of structurally planned reflections within a component of the motor vehicle. This makes it possible to provide reliable transmission of the high-frequency local oscillator signal even when there is no direct line of sight between two radar sensors that are to be synchronized with respect to the high-frequency local oscillator signal. This in turn enables a significantly enlarged virtual aperture of the radar sensor arrangement, in particular of the coherence group, which massively increases the angular resolution and thus the separation capability of the virtual radar sensor created by the coherence group. No sensitive cables are required to connect the individual radar sensors. In particular, the present invention thus makes it possible to utilize the entire width of the motor vehicle, for which purpose, for example, two radar sensors of the coherence group can be arranged at opposite corners of the motor vehicle. This also applies if, as a result, mutual shielding of the radar sensors would occur as a result of other motor vehicle components, since the structurally targeted design of the at least one motor vehicle component that is already present and intended for dual use provides a defined communication path, preferably through air, without the need for cables which would introduce interference in high frequency local oscillator signals.

Typische Frequenzen von Hochfrequenzlokaloszillatorsignalen für Radarfrontends, insbesondere Radartransceiver, liegen in einem Frequenzbereich von 10-100 GHz, insbesondere bei 20 GHz oder 40 GHz und/oder innerhalb eines Frequenzbereichs der durch die Radarsensoren verwendeten Radarsignale. Es ist also insbesondere möglich, bezüglich des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals im Frequenzbereich der Radarsignale zu arbeiten, beispielsweise bei Radarsensoren mit einem Radarfrequenzband von 76 bis 81 GHz bei 77 GHz, sodass entsprechend Radarsignale reflektierendes Material herangezogen werden kann.Typical frequencies of high-frequency local oscillator signals for radar front ends, in particular radar transceivers, are in a frequency range of 10-100 GHz, in particular 20 GHz or 40 GHz and/or within a frequency range of the radar signals used by the radar sensors. It is therefore particularly possible to work with regard to the high-frequency local oscillator signal in the frequency range of the radar signals, for example in the case of radar sensors with a radar frequency band of 76 to 81 GHz at 77 GHz, so that material reflecting radar signals can be used accordingly.

Das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal kann in einem der Radarsensoren, nämlich dem Master-Radarsensor, erzeugt werden und mit weiteren Radarsensoren geteilt werden. Durch den klar definierten Kommunikationsweg lässt sich die Phasenverschiebung in dem Hochfrequenzlokaloszillatorsignal, die aufgrund des Kommunikationsweges entsteht, vermessen und in den weiteren, empfangenden Radarsensoren, dort konkret in einer Korrektureinrichtung oder mit Zugriff durch diese, speichern. Nachdem die Phasenverschiebung aufgrund des definierten Kommunikationswegs bekannt ist, kann durch die Korrektureinrichtung problemlos eine Korrektur derart erfolgen, dass die verwendeten Hochfrequenzlokaloszillatorsignale in allen Radarsensoren zumindest im Wesentlichen frei von Phasenverschiebungen sind, mithin ein kohärenter oder zumindest quasi-kohärenter Betrieb möglich ist.The high-frequency local oscillator signal can be generated in one of the radar sensors, namely the master radar sensor, and shared with other radar sensors. The clearly defined communication path allows the phase shift in the high-frequency local oscillator signal that arises due to the communication path to be measured and stored in the further, receiving radar sensors, specifically in a correction device there or with access by this. After the phase shift is known due to the defined communication path, the correction device can easily carry out a correction in such a way that the high-frequency local oscillator signals used are at least essentially free of phase shifts in all radar sensors, which means that coherent or at least quasi-coherent operation is possible.

Während die Steuereinrichtung zumindest teilweise außerhalb der Radarsensoren realisiert sein kann, sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung vor, dass die Steuereinrichtung wenigstens eine Steuereinheit wenigstens eines der Radarsensoren, insbesondere des Master-Radarsensors, umfasst. Im Stand der Technik wurden bereits hochintegrierte, auf Halbleitertechnologie, insbesondere CMOS-Technologie, basierende Radarsensoren vorgeschlagen, die auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können und es ermöglichen, einen Großteil oder sogar die gesamte zum Betrieb der Radarsensoren benötigte Intelligenz in den Radarsensoren selbst, dort in Steuereinheiten, zu realisieren. Beispielsweise können die Radarsensoren also wenigstens einen wenigstens den Radartransceiver realisierenden Halbleiterchip aufweisen.While the control device can be implemented at least partially outside of the radar sensors, a particularly advantageous development provides that the control device comprises at least one control unit of at least one of the radar sensors, in particular the master radar sensor. In the prior art, highly integrated radar sensors based on semiconductor technology, in particular CMOS technology, have already been proposed, which can also be used within the scope of the present invention and make it possible to store a large part or even all of the intelligence required to operate the radar sensors in the radar sensors themselves , there in control units. For example, the radar sensors can therefore have at least one semiconductor chip that implements at least the radar transceiver.

Üblicherweise weisen Radarsensoren jedoch auch Niederfrequenzteile auf, sodass die Radarsensoren, insbesondere als Teil einer Steuereinheit des jeweiligen Radarsensors, wenigstens eine Digitalkomponente mit einem zugeordneten Digitalzeitgeber aufweisen können. Zweckmäßigerweise können die Digitalzeitgeber der Radarsensoren mittels eines Challenge-Response-Verfahren über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung synchronisierbar sein. Beispielsweise können die Digitalkomponenten auch durch den wenigstens einen Halbleiterchip umgesetzt werden. Nachdem die digitale Zeitdomäne meist bei deutlich niedrigeren Frequenzen, beispielsweise in MHz Bereich, arbeitet, ist es diesbezüglich problemlos möglich, andere Synchronisierungsmethoden einzusetzen, insbesondere ein Challenge-Response-Verfahren, welches auch über eine Kabelverbindung hergestellt werden kann.However, radar sensors usually also have low-frequency parts, so that the radar sensors, in particular as part of a control unit of the respective radar sensor, can have at least one digital component with an associated digital timer. The digital timers of the radar sensors can expediently be synchronized using a challenge-response method via a wired or wireless communication link. For example, the digital components can also be implemented by the at least one semiconductor chip. Since the digital time domain usually works at significantly lower frequencies, for example in the MHz range, it is possible to use other synchronization methods without any problems, in particular a challenge-response method, which can also be established via a cable connection.

Grundsätzlich ist es allerdings auch denkbar, den Kommunikationsweg als die drahtlose Kommunikationsverbindung zu verwenden, über die das Challenge-Response-Verfahren umgesetzt wird.In principle, however, it is also conceivable to use the communication path as the wireless communication connection via which the challenge-response method is implemented.

Zweckmäßigerweise kann die Kommunikationseinrichtung wenigstens seitens des Master-Radarsensors eine Richtantenne zum Aussenden des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals entlang des Kommunikationswegs aufweisen. Auf dieser Weise wird sichergestellt, dass ein möglichst großer Anteil der ausgesendeten Energie auch über den Kommunikationsweg zu dem wenigstens einen weiteren Radarsensor transportiert wird. im Allgemeinen kann eine Synchronisierungsantenne, die als die Richtantenne ausgebildet sein kann, eingesetzt werden. Insbesondere kann auch der wenigstens eine weitere, empfangende Radarsensor eine Synchronisierungsantenne aufweisen, über die das über den Kommunikationsweg empfangene Hochfrequenzlokaloszillatorsignal entgegengenommen wird.The communication device can expediently have a directional antenna, at least on the part of the master radar sensor, for emitting the high-frequency local oscillator signal along the communication path. In this way it is ensured that the largest possible proportion of the transmitted energy is also transported via the communication path to the at least one further radar sensor. in general, a synchronization antenna, which can be configured as the directional antenna, can be employed. In particular, the at least one further, receiving radar sensor can also have a synchronization antenna, via which the high-frequency local oscillator signal received via the communication path is received.

In der Anwendung wird das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal zum synchronisierten Betreiben jeweiliger Radartransceiver der Radarsensoren und zum Feststellen von Phasendifferenzen empfangener und/oder gesendeter Radarsignale verwendet. Auf dieser Weise kann mithin der kohärente, multistatische Betrieb umgesetzt werden, insbesondere im Hinblick auf eine Vergrößerung der Antennenapertur für die Kohärenzgruppe.In the application, the high-frequency local oscillator signal is used for the synchronized operation of respective radar transceivers of the radar sensors and for determining phase differences of received and/or transmitted radar signals. In this way, therefore, the coherent, multistatic operation can be implemented, in particular with regard to an enlargement of the antenna aperture for the coherence group.

Konkret kann vorgesehen sein, dass der weitere Radarsensor des wenigstens einen Paars zur unmittelbaren Nutzung des über den Kommunikationsweg empfangenen und mittels der insbesondere einen Phasenschieber aufweisenden Korrektureinrichtung korrigierten Hochfrequenzlokaloszillatorsignals ausgebildet ist. In dieser Ausgestaltung kann der weitere Radarsensor auch eine Verstärkereinrichtung aufweisen, um das empfangene Hochfrequenzlokaloszillatorsignal geeignet zu verstärken. In einem Phasenschieber kann die gemessene Phasenverschiebung abgelegt sein, um so vollständig automatisch eine Synchronisierung mit dem Master-Radarsensor herbeizuführen.Specifically, it can be provided that the further radar sensor of the at least one pair is designed for direct use of the high-frequency local oscillator signal received via the communication path and corrected by means of the correction device, which in particular has a phase shifter. In this refinement, the further radar sensor can also have an amplifier device in order to suitably amplify the received high-frequency local oscillator signal. The measured phase shift can be stored in a phase shifter in order to bring about synchronization with the master radar sensor completely automatically.

Möglich ist es in einer anderen Ausbildung jedoch auch, dass der weitere Radarsensor einen eigenen Lokaloszillator aufweist, dessen Ausgangssignal unter Verwendung der insbesondere eine Phasenregelschleife aufweisenden Korrektureinrichtung mit dem empfangenen Hochfrequenzlokaloszillatorsignal synchronisiert ist. Empfangende, weitere Radarsensoren können das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal zur Synchronisierung eines lokalen Slave-Zeitgebers, mithin des eigenen Lokaloszillators, verwenden, wobei mit besonderem Vorteil ein Phase-Locked Loop (PLL), also eine Phasenregelschleife, eingesetzt werden kann.In another embodiment, however, it is also possible for the further radar sensor to have its own local oscillator, the output signal of which is synchronized with the received high-frequency local oscillator signal using the correction device, which in particular has a phase-locked loop. Receiving, further radar sensors can use the high-frequency local oscillator signal for synchronizing a local slave timer, thus their own local oscillator, with a phase-locked loop (PLL), ie a phase-locked loop, being able to be used with particular advantage.

Wenigstens eine der wenigstens einen Komponente kann bei auf das Vorfeld oder den Rückraum des Kraftfahrzeugs ausgerichteten Radarsensoren ein Stoßfänger sein. Dabei wurden bereits Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei denen Radarsensoren, insbesondere kleinbauende, auf Halbleitertechnologie basierende Radarsensoren, in einem oder beiden Stoßfängern verbaut sind, wobei vordere und/oder hintere Stoßfänger üblicherweise zumindest an den Ecken leicht gebogen sind, sodass zwischen die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs ausnutzenden Radarsensoren einer Kohärenzgruppe, deren Antennenanordnungen mithin einen möglichst großen Abstand aufweisen sollen, durch den Stoßfänger, selbst wenn dieser hohl gestaltet ist, keine direkte Sichtverbindung besteht. Mithin kann eine konkrete, besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorsehen, dass bei einem einen zumindest im Eckbereich des Kraftfahrzeugs jeweils erste, gebogene Anteile aufweisenden Stoßfänger, wobei die ersten Anteile einen zumindest im Wesentlichen geraden, zweiten Anteil des Stoßfängers flankieren, und bei in einem äußeren Bereich der zweiten Anteile angeordneten Radarsensoren eines Paars aus Master-Radarsensor und weiterem Radarsensor der Kommunikationsweg in den ersten Anteilen mittels wenigstens zwei Reflexionsbereichen, insbesondere Spiegelelementen, in die gerade Richtung des zweiten Anteils gelenkt ist. Weist beispielsweise der Master-Radarsensor eine zumindest im Wesentlichen seitlich in Richtung des weiteren Radarsensors abstrahlende Synchronisierungsantenne, insbesondere Richtantenne, auf, kann ein erster Reflexionsbereich, beispielsweise ein erstes Spiegelelement, das ausgesendete Hochfrequenzlokaloszillatorsignal zumindest teilweise nach vorne bei einem vorderen Stoßfänger bzw. nach hinten bei einem hinteren Stoßfänger umlenken, wo es auf einen zweiten Reflexionsbereich, insbesondere ein zweites Spiegelelement, trifft, welches es in die gerade Richtung durch den zweiten Anteil umlenkt, wo es, in umgekehrter Reihenfolge verfahrend, im gegenüberliegenden ersten Anteil derart umgelenkt wird, dass es auf die Synchronisierungsantenne des weiteren Radarsensors trifft, welche wiederum seitlich zum Master-Radarsensor hin angeordnet sein kann. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Reflexionsbereiche genutzt werden, um den Kommunikationsweg durch die jeweiligen ersten Anteile in den zweiten, bevorzugt ohne weiteren Reflexionsbereich überbrückbaren Anteil zu definieren.At least one of the at least one component can be a bumper in the case of radar sensors aligned to the area in front of or behind the motor vehicle. Motor vehicles have already been proposed in which radar sensors, in particular small radar sensors based on semiconductor technology, are installed in one or both bumpers, with front and/or rear bumpers usually being slightly bent at least at the corners, so that the entire width of the motor vehicle is utilized between them Radar sensors of a coherence group, whose antenna arrangements should therefore have as great a distance as possible through the bumper, even if it is hollow, there is no direct line of sight. Consequently, a specific, particularly preferred embodiment of the present invention can provide that, in the case of a bumper having first curved portions at least in the corner region of the motor vehicle, the first portions flanking an at least substantially straight, second portion of the bumper, and in one radar sensors of a pair of master radar sensor and further radar sensor arranged in the outer area of the second parts, the communication path in the first parts is guided in the straight direction of the second part by means of at least two reflection areas, in particular mirror elements. If, for example, the master radar sensor has a synchronization antenna, in particular a directional antenna, that radiates at least essentially laterally in the direction of the other radar sensor, a first reflection area, for example a first mirror element, can project the emitted high-frequency local oscillator signal at least partially to the front in the case of a front bumper or to the rear in the case of a front bumper a rear bumper, where it encounters a second reflection area, in particular a second mirror element, which deflects it in the straight direction through the second portion, where, proceeding in reverse order, it is deflected in the opposite first portion in such a way that it hits the synchronization antenna of the further radar sensor, which in turn can be arranged to the side of the master radar sensor. Of course, more than two reflection areas can also be used in order to define the communication path through the respective first parts into the second part, which can preferably be bridged without a further reflection area.

Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass bei auf einen Seitenbereich neben dem Kraftfahrzeug ausgerichteten Radarsensoren wenigstens eine der wenigstens eine Komponente eine Schwelle und/oder ein Kotflügel und/oder eine Tür ist. Insbesondere ist es hier denkbar, das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal durch verschiedene Komponenten zu leiten, wenn die gesamte Länge des Kraftfahrzeugs ausgenutzt werden soll, um eine möglichst breite Apertur bereitzustellen.Alternatively or additionally, it can also be provided that, in the case of radar sensors aligned to a side area next to the motor vehicle, at least one of the at least one component is a threshold and/or a fender and/or a door. In particular, it is conceivable here to route the high-frequency local oscillator signal through various components if the entire length of the motor vehicle is to be utilized in order to provide the widest possible aperture.

Vorzugsweise kann das reflektierende Material ein radarreflektierendes Material sein und/oder ein Metall und/oder einen leitfähigen Kunststoff umfassen. Derartige, im Hochfrequenzbereich, insbesondere also im GHz-Bereich, reflektierende Materialien sind im Stand der Technik grundsätzlich bereits bekannt und können auch hier eingesetzt werden. Beispielsweise ist es möglich, durch Beschichtungen oder anderweitige Ausgestaltung, beispielsweise Integration, aus dem reflektierenden Material Spiegelelement zu schaffen, welche das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal im Reflexionsbereich entsprechend umlenken. Dabei können entsprechende Ausrichtungen und/oder Formgebungen der Reflexionsbereiche definiert für einen vorbestimmten, definierten Kommunikationsweg, insbesondere auch zur Fokussierung, wählbar sein.The reflective material can preferably be a radar-reflective material and/or comprise a metal and/or a conductive plastic. Materials of this type, which reflect in the high-frequency range, in particular in the GHz range, are already known in principle in the prior art and can also be used here. It is possible, for example, to create mirror elements from the reflective material by means of coatings or other configurations, for example integration, which reflect the high-frequency local oscillator signal accordingly in the reflection area. Corresponding alignments and/or shapes of the reflection areas can be selected in a defined manner for a predetermined, defined communication path, in particular also for focusing.

Allgemein gesagt kann die Wahl der Formgebung und/oder des Materials aufgrund des Ergebnisses einer Simulation und/oder einer Versuchsmessung getroffen werden. Nachdem für Kraftfahrzeuge üblicherweise sehr genaue Konstruktionspläne, beispielsweise in Form eines CAD-Datensatzes, vorliegen, ist es mit besonderem Vorteil denkbar, den Kommunikationsweg, insbesondere die Lage und die Ausgestaltung der Reflexionsbereiche, auf der Grundlage eines CAD-Datensatzes wenigstens der Komponente zu planen und gemäß der Planungsergebnisse umzusetzen. Die Planung kann dabei beispielsweise anhand einer Simulation erfolgen, nachdem Software-Hilfsmittel, beispielsweise entsprechende Simulationsbibliotheken, für die Simulation der Ausbreitung von Hochfrequenzstrahlung im Stand der Technik bereits grundsätzlich bekannt sind. Mit anderen Worten kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die vorliegende, genaue Kenntnis über die Verhältnisse innerhalb des Kraftfahrzeugs, insbesondere der wenigstens einen Komponente, ausgenutzt werden, um bereits im Vorfeld Modifikationen zu planen, die einen klar definierten, effektiven und verlässlichen Kommunikationsweg zwischen Radarsensoren bereitstellen.Generally speaking, the choice of shape and/or material can be made on the basis of the result of a simulation and/or a test measurement. Since there are usually very precise construction plans for motor vehicles, for example in the form of a CAD data set, it is conceivable with particular advantage to plan the communication path, in particular the position and design of the reflection areas, on the basis of a CAD data set at least for the component and implemented according to the planning results. The planning can be carried out using a simulation, for example, since software tools, for example corresponding simulation libraries, for simulating the propagation of high-frequency radiation are already known in the prior art. In other words, within the scope of the present invention, the existing, precise knowledge of the conditions inside the motor vehicle, in particular the at least one component, can be used to plan modifications in advance that have a clearly defined, provide an effective and reliable communication path between radar sensors.

Neben dem Kraftfahrzeug betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Synchronisierung von Radarsensoren einer Kohärenzgruppe einer Radarsensoranordnung in einem Kraftfahrzeug, wobei die Radarsensoranordnung umfasst:

  • - die wenigstens zwei beabstandet an einer Seite des Kraftfahrzeugs verbauten Radarsensoren der Kohärenzgruppe,
  • - wenigstens eine Steuereinrichtung, die zum multistatischen, insbesondere kohärenten, Betrieb der Radarsensoren ausgebildet ist,
  • - einen in einem Master-Radarsensor der Radarsensoren angeordneten Lokaloszillator zur Erzeugung eines Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, und
  • - eine Synchronisierungsanordnung zur Synchronisierung der Radarsensoren der Kohärenzgruppe bezüglich des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, welche eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Übermittlung des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals von dem Master-Radarsensor zu dem wenigstens einen weiteren Radarsensor aufweist,
wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass für wenigstens ein Paar von Master-Radarsensor und weiterem Radarsensor das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal durch eine zwischen den Radarsensoren angeordnete, insbesondere hohl ausgebildete, Komponente, wobei wenigstens eine der wenigstens einen Komponente bei auf das Vorfeld oder den Rückraum des Kraftfahrzeugs (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Stoßfänger (2) und/oder bei auf einen Seitenbereich neben dem Kraftfahrzeug (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Schweller und/oder ein Kotflügel und/oder eine Tür ist, des Kraftfahrzeugs, die wenigstens in wenigstens einem Reflexionsbereich ein bei der Frequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals reflektierendes Material und/oder eine Formgebung zur Erzeugung eines definierten Kommunikationswegs für das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal mit einer messbaren Phasenverschiebung aufweist, übertragen wird, wobei die messbare Phasenverschiebung des über den Kommunikationsweg empfangenen Hochfrequenzlokaloszillatorsignals zur Herstellung der Synchronisierung in dem empfangenden Radarsensor korrigiert wird.In addition to the motor vehicle, the present invention also relates to a method for synchronizing radar sensors of a coherence group of a radar sensor arrangement in a motor vehicle, the radar sensor arrangement comprising:
  • - the at least two radar sensors of the coherence group installed at a distance on one side of the motor vehicle,
  • - at least one control device, which is designed for multistatic, in particular coherent, operation of the radar sensors,
  • - a local oscillator arranged in a master radar sensor of the radar sensors for generating a high-frequency local oscillator signal, and
  • - a synchronization arrangement for synchronizing the radar sensors of the coherence group with respect to the high-frequency local oscillator signal, which has a communication device for wireless transmission of the high-frequency local oscillator signal from the master radar sensor to the at least one further radar sensor,
The method is characterized in that for at least one pair of master radar sensor and additional radar sensor, the high-frequency local oscillator signal is generated by a component arranged between the radar sensors, in particular a hollow component, with at least one of the at least one component pointing to the front or rear area of the motor vehicle (1) aligned radar sensors (3, 4) is a bumper (2) and/or, in the case of radar sensors (3, 4) aligned on a side area next to the motor vehicle (1), a rocker panel and/or a fender and/or a door, the motor vehicle, which has a material that is reflective at the frequency of the high-frequency local oscillator signal and/or a shape for generating a defined communication path for the high-frequency local oscillator signal with a measurable phase shift in at least one reflection area, with the measurable phase shift of the em received high frequency local oscillator signal is corrected to produce the synchronization in the receiving radar sensor.

Mit anderem Worten ist das Verfahren zum Betrieb einer Radarsensoranordnung in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug geeignet. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Synchronisierungsverfahren übertragen, sodass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.In other words, the method is suitable for operating a radar sensor arrangement in a motor vehicle according to the invention. All statements regarding the motor vehicle according to the invention can be transferred analogously to the synchronization method according to the invention, so that the advantages already mentioned can also be obtained with this.

Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kommunikationswegs für ein Hochfrequenzlokaloszillatorsignal in einem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug denkbar, wobei der Kommunikationsweg, insbesondere die Lage und Ausgestaltung der Reflexionsbereiche, auf der Grundlage eines CAD-Datensatzes wenigstens der Komponente, insbesondere im Rahmen einer Simulation, geplant wird und gemäß der Planungsergebnisse umgesetzt wird.According to the invention, a method for producing a communication path for a high-frequency local oscillator signal in a motor vehicle according to the invention is also conceivable, with the communication path, in particular the position and design of the reflection areas, being planned on the basis of a CAD data set of at least the component, in particular as part of a simulation, and implemented according to the planning results.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

  • 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
  • 2 funktionale Komponenten eines Master-Radarsensors,
  • 3 funktionale Komponenten eines weiteren Radarsensors, und
  • 4 eine schematische Ansicht des Frontbereichs des Kraftfahrzeugs mit einem Kommunikationsweg für ein Hochfrequenzlokaloszillatorsignal.
Further advantages and details of the present invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawing. show:
  • 1 a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention,
  • 2 functional components of a master radar sensor,
  • 3 functional components of another radar sensor, and
  • 4 a schematic view of the front area of the motor vehicle with a communication path for a high-frequency local oscillator signal.

1 zeigt eine schematische Frontansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen vorderen Stoßfänger 2 auf, in dem verdeckt zwei Radarsensoren 3, 4 einer Radarsensoranordnung 5 des Kraftfahrzeugs 1 verbaut sind. Die Radarsensoren 3 und 4 gehören einer Kohärenzgruppe an, sollen also über eine hier nur schematisch angedeutete Steuereinrichtung 6 der Radarsensoranordnung 5 multistatisch betrieben werden können. 1 shows a schematic front view of a motor vehicle 1 according to the invention. The motor vehicle 1 has a front bumper 2 in which two radar sensors 3, 4 of a radar sensor arrangement 5 of the motor vehicle 1 are installed in a concealed manner. The radar sensors 3 and 4 belong to a coherence group, so they should be able to be operated multistatically via a control device 6 of the radar sensor arrangement 5, which is only indicated schematically here.

Das bedeutet, die Radarsensoren 3, 4 werden kohärent so betrieben, dass ihre Antennenanordnungen als eine vergrößerte Gesamtantenne mit einer vergrößerten Apertur zusammenwirken. Dabei werden bei einem sendenden Radarsensor 3, 4 für die multistatische Kohärenzgruppe mithin die Antennenanordnungen als Antennenelemente der Gesamtantenne verstanden, sodass sich die verbesserte Winkelauflösung für die multistatische Kohärenzgruppe von Radarsensoren 3, 4 ergibt. Dabei wird vorliegend zur Vergrößerung der Apertur fast die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs 1 ausgenutzt, da die Radarsensoren 3, 4 ersichtlich in gegenüberliegenden Eckbereichen der Front des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind.This means that the radar sensors 3, 4 are operated coherently in such a way that their antenna arrangements work together as an enlarged overall antenna with an enlarged aperture. In the case of a transmitting radar sensor 3, 4 for the multistatic coherence group, the antenna arrangements are understood as antenna elements of the overall antenna, so that the improved angular resolution for the multistatic coherence group of radar sensors 3, 4 results. In the present case, almost the entire width of the motor vehicle 1 is used to enlarge the aperture, since the radar sensors 3, 4 are arranged in opposite corner regions of the front of the motor vehicle 1, as can be seen.

Für den kohärenten (bzw. wenigstens quasi-kohärenten) Betrieb der Radarsensoren 3, 4, insbesondere, um Phasenverschiebungen korrekt feststellen zu können, müssen die Hochfrequenzteile im Radarfrontend, insbesondere also die Radartransceiver, miteinander äußerst genau synchronisiert sein. Diese Synchronisierung soll nun im Hinblick auf die 2-4 näher erläutert werden. Der vorliegend beispielhaft linke Radarsensor 3 dient als Master-Radarsensor, weist also einen als Master-Zeitgeber wirkenden Lokaloszillator 7 auf. In 2 sind ferner eine Steuereinheit 8 des in Halbleitertechnologie, hier CMOS-Technologie, realisierten Radarsensors 3, eine Antennenanordnung 9 zum Senden und Empfangen der Radarsignale und eine Synchronisierungsantenne 10 gezeigt, die Teil einer Kommunikationseinrichtung zur Übermittlung des von dem Lokaloszillator 7 erzeugten Hochfrequenzlokaloszillatorsignals an den weiteren Radarsensor 4 (Slave-Radarsensor) ist.For the coherent (or at least quasi-coherent) operation of the radar sensors 3, 4, esp In order to be able to determine phase shifts correctly, the high-frequency parts in the radar front end, in particular the radar transceivers, must be synchronized with one another with extreme precision. This synchronization is now intended with a view to 2-4 be explained in more detail. Radar sensor 3, which is on the left in the present example, serves as a master radar sensor, ie it has a local oscillator 7 that acts as a master timer. In 2 Also shown are a control unit 8 of radar sensor 3 implemented using semiconductor technology, here CMOS technology, an antenna arrangement 9 for transmitting and receiving the radar signals, and a synchronization antenna 10, which is part of a communication device for transmitting the high-frequency local oscillator signal generated by local oscillator 7 to the other radar sensor 4 (slave radar sensor) is.

Die Steuereinheit 8 bildet einen Teil der Steuereinrichtung 6 und kann beispielsweise als wenigstens ein Halbleiterchip, hier CMOS-Chip realisiert sein. Neben dem Radartransceiver realisiert der Halbleiterchip auch digitale, hier nicht näher gezeigte Komponenten, welche im Übrigen über ein grundsätzlich bekanntes Challenge-Response-Verfahren mit den digitalen Komponenten des in 3 näher dargestellten weiteren Radarsensors 4 synchronisiert werden können. Auch dieser weist, wie der Radarsensor 3, eine Steuereinheit 8 und eine Antennenanordnung 9 auf. Die Synchronisierungsantenne 11 dient hier als Empfangsantenne, während die Synchronisierungsantenne 10 des Master-Radarsensors 3 als sendende Richtantenne ausgebildet ist.The control unit 8 forms part of the control device 6 and can be implemented, for example, as at least one semiconductor chip, in this case a CMOS chip. In addition to the radar transceiver, the semiconductor chip also implements digital components, which are not shown in detail here, which are otherwise connected to the digital components of the in 3 further radar sensor 4 shown in more detail can be synchronized. Like radar sensor 3 , this also has a control unit 8 and an antenna arrangement 9 . The synchronization antenna 11 is used here as a receiving antenna, while the synchronization antenna 10 of the master radar sensor 3 is designed as a transmitting directional antenna.

Der weitere Radarsensor 4 weist ferner eine Korrektureinrichtung 12 auf, die im Folgenden noch genauer erläutert werden wird.The further radar sensor 4 also has a correction device 12, which will be explained in more detail below.

Wie 4 zeigt, besteht zwischen den Radarsensoren 3, 4 in dem Stoßfänger 2 keine direkte Sichtverbindung. Denn das Stoßfänger 2 ist in im Eckbereich gelegenen ersten Anteilen 13 nach hinten gebogen ausgebildet, während nur ein zweiter Anteil 14 mittig zwischen den ersten Anteilen im Wesentlichen gerade verläuft. Um einen klar definierten Kommunikationsweg 15, angedeutet durch die Pfeile, herzustellen, sind im Stoßfänger 2 hier als Spiegelelemente wirkende Reflexionsbereiche 16 vorgesehen, an denen ein für die Hochfrequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals reflektives Material, beispielsweise Metall und/oder leitfähiger Kunststoff, vorliegt, und deren Formgebung so gewählt ist, dass sich der durch die Pfeile angedeutete Kommunikationsweg 15 ergibt. Beispielsweise können die Reflexionsbereiche 16 durch Beschichtungen hergestellt werden. Zur Ermittlung der Position und/oder Formgebung der Reflexionsbereiche 16 kann beispielsweise bei der Konstruktion des Stoßfängers 2 auf der Basis eines CAD-Model wenigstens des Stoßfängers 2 eine Simulation durchgeführt werden.how 4 shows, there is no direct line of sight between the radar sensors 3, 4 in the bumper 2. This is because the bumper 2 is curved backwards in the first portions 13 located in the corner area, while only a second portion 14 runs essentially straight in the middle between the first portions. In order to establish a clearly defined communication path 15, indicated by the arrows, reflection areas 16 acting as mirror elements are provided in the bumper 2, on which there is a material that is reflective for the high frequency of the high-frequency local oscillator signal, for example metal and/or conductive plastic, and their shape is selected in such a way that the communication path 15 indicated by the arrows results. For example, the reflection areas 16 can be produced by coatings. In order to determine the position and/or shape of the reflection areas 16, a simulation can be carried out, for example, during the construction of the bumper 2 on the basis of a CAD model of at least the bumper 2.

Bei dem reflektierenden Material kann es sich beispielsweise um radarreflektierendes Material handeln, insbesondere, wenn die Frequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals im Frequenzbereich der Radarsensoren 3, 4, beispielsweise als 77 GHz bei in einem Frequenzband von 76-81 GHz arbeitenden Radarsensoren 3, 4, gewählt ist. Denkbar sind selbstverständlich auch andere Frequenzen des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, beispielsweise 20 GHz oder 40 GHz, welche häufig bei 77 GHz-Radarsensoren eingesetzt werden.The reflective material can be radar-reflective material, for example, especially if the frequency of the high-frequency local oscillator signal is selected in the frequency range of radar sensors 3, 4, for example 77 GHz for radar sensors 3, 4 operating in a frequency band of 76-81 GHz. Of course, other frequencies of the high-frequency local oscillator signal are also conceivable, for example 20 GHz or 40 GHz, which are often used in 77 GHz radar sensors.

Wie in 4 zu erkennen ist, wird das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal zunächst auf einen inneren Reflexionsbereich 16 gesendet, von wo es schräg in Richtung Fahrzeugvorfeld zum nächsten Reflexionsbereich 16 weitergeleitet wird, von welchem aus es dann in gerader Linie durch den zweiten Anteil weiter übermittelt wird, bis zu den analog ausgebildeten Reflexionsbereichen 16 des gegenüberliegenden ersten Anteils gelangt und zum Radarsensor 4 geleitet wird.As in 4 As can be seen, the high-frequency local oscillator signal is first sent to an inner reflection area 16, from where it is forwarded at an angle in the direction of the area in front of the vehicle to the next reflection area 16, from which it is then transmitted in a straight line through the second component, up to the analog components Reflection areas 16 of the opposite first portion reaches and is directed to the radar sensor 4.

Nachdem der Kommunikationsweg 15 klar definiert ist, folgt hieraus auch eine definierte, messbare Phasenverschiebung. Diese ist in der Korrektureinrichtung 12 gespeichert, um zur Synchronisierung auf das empfangene Hochfrequenzlokaloszillatorsignal angewendet zu werden. Dabei kann zum einen vorgesehen sein, dass mittels eines Phasenschiebers Synchronität hergestellt wird und das empfangene Hochfrequenzlokaloszillatorsignal unmittelbar verwendet wird, wobei diesbezüglich auch eine hier nicht näher gezeigte Verstärkereinrichtung vorgesehen sein kann.After the communication path 15 is clearly defined, this also results in a defined, measurable phase shift. This is stored in the corrector 12 to be applied to the received high frequency local oscillator signal for synchronization. On the one hand, it can be provided that synchronicity is established by means of a phase shifter and the received high-frequency local oscillator signal is used directly, in which case an amplifier device (not shown in detail here) can also be provided in this regard.

In einer anderen Ausgestaltung ist es jedoch auch möglich, wie in 3 gestrichelt dargestellt, dass auch der weitere Radarsensor 4 einen Lokaloszillator 17 aufweist, der beispielsweise über eine Phasenregelschleife in der Korrektureinrichtung 12 mit dem empfangenen Hochfrequenzlokaloszillatorsignal synchronisiert werden kann.In another embodiment, however, it is also possible, as in 3 shown in dashed lines that the further radar sensor 4 also has a local oscillator 17 which can be synchronized with the received high-frequency local oscillator signal, for example via a phase-locked loop in the correction device 12 .

Obwohl das hier dargestellte Ausführungsbeispiel für den Frontbereich des Kraftfahrzeug 1 gezeigt ist, können entsprechende Ausgestaltungen auch für den Heckbereich, dort insbesondere wieder bezüglich des Stoßfängers, und/oder für die Seiten des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Komponenten des Kraftfahrzeugs 1 für seitliche Erfassungsbereiche, durch die der Kommunikationsweg 15 ermöglicht wird, können dann Schweller, Türen und/oder Kotflügel umfassen. Im Front- und der Heckbereich können selbstverständlich auch andere Komponenten des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere von dessen Karosserie, verwendet werden, beispielsweise Querträger oder dergleichen.Although the exemplary embodiment illustrated here is shown for the front area of motor vehicle 1, corresponding configurations can also be implemented for the rear area, there in particular again with regard to the bumper and/or for the sides of the motor vehicle. Components of the motor vehicle 1 for lateral detection areas, through which the communication path 15 is made possible, can then include rocker panels, doors and/or fenders. Of course, other components of the motor vehicle 1, in particular its Body used, for example, cross members or the like.

Claims (9)

Kraftfahrzeug (1) mit einer Radarsensoranordnung (5), wobei die Radarsensoranordnung (5) umfasst: - wenigstens zwei beabstandet an einer Seite des Kraftfahrzeugs (1) verbaute Radarsensoren (3, 4) einer Kohärenzgruppe, - wenigstens eine Steuereinrichtung (6), die zum multistatischen, insbesondere kohärenten, Betrieb der Radarsensoren (3, 4) ausgebildet ist, - einen in einem Master-Radarsensor (3) der Radarsensoren (3, 4) angeordneten Lokaloszillator (7) zur Erzeugung eines Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, und - eine Synchronisierungsanordnung zur Synchronisierung der Radarsensoren (3, 4) der Kohärenzgruppe bezüglich des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, welche eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Übermittlung des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals von dem Master-Radarsensor (3) zu dem wenigstens weiteren einen Radarsensor (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens ein Paar von Master-Radarsensor (3) und weiterem Radarsensor (4) eine zwischen den Radarsensoren (3, 4) angeordnete, insbesondere hohl ausgebildete, Komponente, wobei wenigstens eine der wenigstens einen Komponente bei auf das Vorfeld oder den Rückraum des Kraftfahrzeugs (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Stoßfänger (2) und/oder bei auf einen Seitenbereich neben dem Kraftfahrzeug (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Schweller und/oder ein Kotflügel und/oder eine Tür ist, des Kraftfahrzeugs (1) wenigstens in wenigstens einem Reflexionsbereich (16) ein bei der Frequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals reflektierendes Material und/oder eine Formgebung zur Erzeugung eines definierten Kommunikationswegs (15) für das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal mit einer messbaren Phasenverschiebung aufweist, wobei der weitere Radarsensor (4) eine Korrektureinrichtung (12) zur Korrektur der Phasenverschiebung des über den Kommunikationsweg (15) empfangenen Hochfrequenzlokaloszillatorsignals zur Herstellung der Synchronisierung aufweist.Motor vehicle (1) with a radar sensor arrangement (5), the radar sensor arrangement (5) comprising: - at least two radar sensors (3, 4) of a coherence group installed spaced apart on one side of the motor vehicle (1), - at least one control device (6) which is designed for multistatic, in particular coherent, operation of the radar sensors (3, 4), - a local oscillator (7) arranged in a master radar sensor (3) of the radar sensors (3, 4) for generating a high-frequency local oscillator signal, and - a synchronization arrangement for synchronization of the radar sensors (3, 4) of the coherence group with regard to the high-frequency local oscillator signal, which has a communication device for wireless transmission of the high-frequency local oscillator signal from the master radar sensor (3) to the at least one further radar sensor (4), characterized in that for at least one pair of master -Radar sensor (3) and another radar sensor (4) one between the radar sensor en (3, 4) arranged, in particular hollow components, wherein at least one of the at least one component with radar sensors (3, 4) aligned to the front or the rear of the motor vehicle (1) a bumper (2) and / or at a side area next to the motor vehicle (1) aligned radar sensors (3, 4) is a sill and/or a fender and/or a door, of the motor vehicle (1) at least in at least one reflection area (16) a material that reflects at the frequency of the high-frequency local oscillator signal and/or has a shape for generating a defined communication path (15) for the high-frequency local oscillator signal with a measurable phase shift, the further radar sensor (4) having a correction device (12) for correcting the phase shift of the high-frequency local oscillator signal received via the communication path (15) in order to produce the synchronization. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Radarsensor (4) des wenigstens einen Paars zur unmittelbaren Nutzung des über den Kommunikationsweg (15) empfangenen und mittels der insbesondere einen Phasenschieber aufweisenden Korrektureinrichtung (12) korrigierten Hochfrequenzlokaloszillatorsignals ausgebildet ist oder einen eigenen Lokaloszillator (17) aufweist, dessen Ausgangssignal unter Verwendung der insbesondere eine Phasenregelschleife aufweisenden Korrektureinrichtung (12) mit dem empfangenen Hochfrequenzlokaloszillatorsignal synchronisiert ist.Motor vehicle (1) after claim 1 , characterized in that the further radar sensor (4) of the at least one pair is designed for direct use of the high-frequency local oscillator signal received via the communication path (15) and corrected by means of the correction device (12), which in particular has a phase shifter, or has its own local oscillator (17), the output signal of which is synchronized with the received high-frequency local oscillator signal using the correction device (12), which in particular has a phase-locked loop. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem einen zumindest im Eckbereich des Kraftfahrzeugs (1) jeweilige erste, gebogene Anteile (13) aufweisenden Stoßfänger (2), die einen zumindest im Wesentlichen geraden, zweiten Anteil (14) des Stoßfängers (2) flankieren, und bei in einem äußeren Bereich der zweiten Anteile angeordneten Radarsensoren (3, 4) eines Paars aus Master-Radarsensor (3) und weiterem Radarsensor (4) der Kommunikationsweg (15) in den ersten Anteilen (13) mittels wenigstens zwei Reflexionsbereichen (16) in die gerade Richtung des zweiten Anteils (14) gelenkt ist.Motor vehicle (1) after claim 1 or 2 , characterized in that in a bumper (2) having a respective first, curved portion (13) at least in the corner region of the motor vehicle (1), which flank an at least substantially straight, second portion (14) of the bumper (2), and with radar sensors (3, 4) of a pair of master radar sensor (3) and additional radar sensor (4) arranged in an outer area of the second parts, the communication path (15) in the first parts (13) by means of at least two reflection areas (16) in the straight direction of the second portion (14) is steered. Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reflektierende Material ein radarreflektierendes Material ist und/oder ein Metall und/oder einen leitfähigen Kunststoff umfasst und/oder dass die Wahl der Formgebung und/oder des Materials aufgrund des Ergebnisses einer Simulation und/oder einer Versuchsmessung getroffen ist.Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the reflective material is a radar-reflective material and / or includes a metal and / or a conductive plastic and / or that the choice of shape and / or the material based on the result of a Simulation and / or a test measurement is taken. Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Radarsensoren (3, 4) der Kohärenzgruppe an gegenüberliegenden Ecken des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet sind.Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two radar sensors (3, 4) of the coherence group are arranged at opposite corners of the motor vehicle (1). Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals in einem Frequenzbereich von 10 bis 100 GHz liegt, insbesondere bei 20 GHz oder 40 GHz und/oder innerhalb eines Frequenzbereichs der durch die Radarsensoren (3, 4) verwendeten Radarsignale, und/oder dass die Steuereinrichtung (6) wenigstens eine Steuereinheit (8) wenigstens eines der Radarsensoren (3, 4), insbesondere des Master-Radarsensors (3), umfasst.Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency of the high-frequency local oscillator signal is in a frequency range of 10 to 100 GHz, in particular 20 GHz or 40 GHz and/or within a frequency range of the radar sensors (3, 4) radar signals used, and/or that the control device (6) comprises at least one control unit (8) of at least one of the radar sensors (3, 4), in particular of the master radar sensor (3). Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoren (3, 4), insbesondere als Teil einer Steuereinheit (8) des jeweiligen Radarsensors (3, 4), wenigstens eine Digitalkomponente mit einem zugeordneten Digitalzeitgeber aufweisen, wobei die Digitalzeitgeber der Radarsensoren (3, 4) mittels eines Challenge-Response-Verfahrens über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung synchronisierbar sind.Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the radar sensors (3, 4), in particular as part of a control unit (8) of the respective radar sensor (3, 4), have at least one digital component with an associated digital timer, the Digital timers of the radar sensors (3, 4) can be synchronized using a challenge-response method via a wired or wireless communication link. Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung wenigstens seitens des Master-Radarsensors (3) eine Richtantenne (10) zum Aussenden des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals entlang des Kommunikationswegs (15) aufweist.Motor vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device has a directional antenna at least on the part of the master radar sensor (3). (10) for sending out the high-frequency local oscillator signal along the communication path (15). Verfahren zur Synchronisierung von Radarsensoren (3, 4) einer Kohärenzgruppe einer Radarsensoranordnung (5) in einem Kraftfahrzeug (1), wobei die Radarsensoranordnung (5) umfasst: - die wenigstens zwei beabstandet an einer Seite des Kraftfahrzeugs (1) verbauten Radarsensoren (3, 4) der Kohärenzgruppe, - wenigstens eine Steuereinrichtung (6), die zum multistatischen, insbesondere kohärenten, Betrieb der Radarsensoren (3, 4) ausgebildet ist, - einen in einem Master-Radarsensor (3) der Radarsensoren (3, 4) angeordneten Lokaloszillator (7) zur Erzeugung eines Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, und - eine Synchronisierungsanordnung zur Synchronisierung der Radarsensoren (3, 4) der Kohärenzgruppe bezüglich des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals, welche eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Übermittlung des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals von dem Master-Radarsensor (3) zu dem wenigstens weiteren einen Radarsensor (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens ein Paar von Master-Radarsensor (3) und weiterem Radarsensor (4) das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal durch eine zwischen den Radarsensoren (3, 4) angeordnete, insbesondere hohl ausgebildete, Komponente, wobei wenigstens eine der wenigstens einen Komponente bei auf das Vorfeld oder den Rückraum des Kraftfahrzeugs (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Stoßfänger (2) und/oder bei auf einen Seitenbereich neben dem Kraftfahrzeug (1) ausgerichteten Radarsensoren (3, 4) ein Schweller und/oder ein Kotflügel und/oder eine Tür ist, des Kraftfahrzeugs (1), die wenigstens in wenigstens einem Reflexionsbereich (16) ein bei der Frequenz des Hochfrequenzlokaloszillatorsignals reflektierendes Material und/oder eine Formgebung zur Erzeugung eines definierten Kommunikationswegs (15) für das Hochfrequenzlokaloszillatorsignal mit einer messbaren Phasenverschiebung aufweist, übertragen wird, wobei die messbare Phasenverschiebung des über den Kommunikationsweg (15) empfangenen Hochfrequenzlokaloszillatorsignals zur Herstellung der Synchronisierung in dem empfangenden Radarsensor (4) korrigiert wird.Method for synchronizing radar sensors (3, 4) of a coherence group of a radar sensor arrangement (5) in a motor vehicle (1), wherein the radar sensor arrangement (5) comprises: - the at least two radar sensors (3) installed at a distance on one side of the motor vehicle (1), 4) the coherence group, - at least one control device (6) which is designed for multistatic, in particular coherent, operation of the radar sensors (3, 4), - a local oscillator arranged in a master radar sensor (3) of the radar sensors (3, 4). (7) for generating a high-frequency local oscillator signal, and - a synchronization arrangement for synchronizing the radar sensors (3, 4) of the coherence group with respect to the high-frequency local oscillator signal, which has a communication device for wireless transmission of the high-frequency local oscillator signal from the master radar sensor (3) to the at least one further radar sensor ( 4) has, characterized in that for at least one pair from the master radar sensor (3) and the further radar sensor (4), the high-frequency local oscillator signal is transmitted by a component which is arranged between the radar sensors (3, 4) and is in particular hollow, with at least one of the at least one component being directed towards the front or rear of the motor vehicle ( 1) aligned radar sensors (3, 4) is a bumper (2) and/or, in the case of radar sensors (3, 4) aligned on a side area next to the motor vehicle (1), a rocker panel and/or a fender and/or a door, of the motor vehicle (1) which, at least in at least one reflection area (16), has a material that is reflective at the frequency of the high-frequency local oscillator signal and/or a shape for generating a defined communication path (15) for the high-frequency local oscillator signal with a measurable phase shift, is transmitted, the measurable phase shift the high-frequency local oscillator signal received via the communication path (15). than is corrected to produce the synchronization in the receiving radar sensor (4).
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