DE102021004693B3 - MODULAR COMBINED RADAR RETROREFLECTORS - Google Patents

MODULAR COMBINED RADAR RETROREFLECTORS Download PDF

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Thomas Kaiser
Norbert H. L. Koster
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/18Reflecting surfaces; Equivalent structures comprising plurality of mutually inclined plane surfaces, e.g. corner reflector

Abstract

Die Erfindung betrifft aus drei verschiedenen Basiselementen aufgebaute Retroreflektor-Vorrichtungen für RADAR-Anlagen zur Erhöhung der effektiven Rückstrahlfläche insbesondere von Fahrzeugen im Straßenverkehr oder in der Nautik in Form von nach den jeweiligen Erfordernissen modular zusammensetzbaren Funktionseinheiten mit der Aufgabe, signifikante RADAR-Echosignale über einen möglichst großen horizontalen Winkelbereich bis hin zu 360 Grad zu erzeugen, um dadurch Kleinfahrzeuge wie beispielsweise Fahrräder für die Fahrerassistenzgeräte deutlicher erkennbar zu machen. Dazu können Funktionalität und technischer Aufwand den jeweiligen Erfordernissen flexibel angepasst werden. Mit der Möglichkeit der Erweiterung der modularen Retroreflektor-Vorrichtungen durch zusätzliche Komponenten wie Beleuchtung, Atta-Array und Identifikations-Vorrichtungen trägt diese Erfindung in hohem Maße dazu bei, die Verkehrssicherheit insbesondere im Zusammenhang mit autonom betriebenen Fahrzeugen zu erhöhen.The invention relates to retroreflector devices for RADAR systems made up of three different basic elements to increase the effective reflecting surface, in particular of vehicles in road traffic or in nautical applications, in the form of functional units that can be assembled in a modular manner according to the respective requirements with the task of transmitting significant RADAR echo signals over as to generate a large horizontal angle range of up to 360 degrees, in order to make small vehicles such as bicycles more clearly recognizable for the driver assistance devices. In addition, functionality and technical effort can be flexibly adapted to the respective requirements. With the possibility of expanding the modular retroreflector devices with additional components such as lighting, Atta array and identification devices, this invention makes a major contribution to increasing traffic safety, particularly in connection with autonomously operated vehicles.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft Retroreflektor-Vorrichtungen für RADAR-Anlagen zur Erhöhung der effektiven Rückstrahlfläche insbesondere von Fahrzeugen im Straßenverkehr oder in der Nautik.The invention relates to retroreflector devices for RADAR systems to increase the effective reflecting surface, in particular of vehicles on the road or in nautical applications.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

RADAR-Anlagen zur Bestimmung von Objekten werden in der Nautik verwendet, um bei eingeschränkten Sichtverhältnissen, wie beispielsweise Starkregen oder Nebel, Kollisionen mit anderen Schiffen zu vermeiden.RADAR systems for determining objects are used in nautical science to avoid collisions with other ships in restricted visibility conditions, such as heavy rain or fog.

In modernen Kraftfahrzeugen eingebaute innovative Fahrerassistenzsysteme nutzen Radarmodule zur Erhöhung der Sicherheit bei kritischen Situationen im Straßenverkehr, wie beispielsweise beim Abbiegen.Innovative driver assistance systems installed in modern motor vehicles use radar modules to increase safety in critical road traffic situations, such as turning off.

Für zukünftiges autonomes Fahren sind im Fahrzeug eingebaute RADAR-Anlagen unersetzliche Komponenten, die auch noch bei unzureichenden optischen Verhältnissen, wenn Komponenten wie Kameras und Lidaranlagen versagen, essentielle Informationen an den Steuerungscomputer liefern.For future autonomous driving, RADAR systems installed in the vehicle are irreplaceable components that deliver essential information to the control computer even when optical conditions are insufficient and components such as cameras and lidar systems fail.

Um zu gewährleisten, dass die von den RADAR-Anlagen ermittelten Daten korrekt ausgewertet werden können, ist eine rechtzeitige Erfassung notwendig, denn die Datenverarbeitung benötigt Rechenzeit, bevor eine angemessene Reaktion, wie beispielsweise die Auslösung eines Bremsvorganges, eingeleitet wird.In order to ensure that the data determined by the RADAR systems can be evaluated correctly, timely acquisition is necessary because data processing requires computing time before an appropriate reaction, such as triggering a braking process, is initiated.

Damit nicht bereits durch eine vom Wind über die Straße gewehte Plastiktüte eine Vollbremsung des autonom gesteuerten Fahrzeuges erfolgt, müssen die, von der im Fahrzeug eingebauten RADAR-Anlage empfangenen, Echosignale möglichst deutlich zwischen Signalen gefährdeter Objekte und bedeutungslosen Störsignalen differenzierbar sein.To ensure that the autonomously controlled vehicle does not brake suddenly when a plastic bag is blown across the street by the wind, the echo signals received by the RADAR system installed in the vehicle must be able to be differentiated as clearly as possible between signals from endangered objects and meaningless interference signals.

In der Schifffahrt werden zu diesem Zweck Retroreflektoren unterschiedlicher Bauart verwendet, welche die effektive Rückstrahlfläche kleiner Segelboote soweit erhöhen, dass diese von den RADAR-Anlagen großer Motorschiffe rechtzeitig und deutlich erkannt werden können, obwohl die eigentliche Rückstreufläche des Segelbootes ohne diese Retroreflektoren so gering ist, dass die schwachen Echosignale leicht übersehen werden können. Durch das frühzeitige Erkennen kann dann ein eventuell notwendiges Ausweichmanöver rechtzeitig eingeleitet werden.For this purpose, different types of retroreflectors are used in shipping, which increase the effective reflecting surface of small sailing boats to such an extent that they can be recognized in good time and clearly by the RADAR systems of large motor ships, although the actual backscattering surface of the sailing boat is so small without these retroreflectors that the weak echo signals can easily be overlooked. Early detection means that any necessary evasive maneuvers can then be initiated in good time.

Für das angestrebte autonome Fahren von PKW im Straßenverkehr sind diesbezüglich lernfähige Algorithmen zur Erkennung und Verhalten der jeweils beteiligten Fahrzeuge entwickelt worden.For the desired autonomous driving of passenger cars in road traffic, adaptive algorithms have been developed for the recognition and behavior of the vehicles involved.

Gemäß der Druckschrift DE 11 2019 003 421 T5 mit der Bezeichnung: „Fahrunterstützungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, Fahrunterstützungssteuerungssystem für ein Fahrzeug, und Fahrunterstützungssteuerverfahren für ein Fahrzeug“ können aus dem zeitlichen Ablauf zuvor erfasster Radarechos die aktuellen Fahrzeugzustände und Verkehrssituationen erfasst und die sich voraussichtlichen daraus entwickelnden Fahrzeugzustände und Verkehrssituationen vorherberechnet werden, wodurch die erforderlichen Maßnahmen wie Ausweichen oder Bremsen rechtzeitig vom Steuerungscomputer initiiert werden können. Voraussetzung ist jedoch die rechtzeitige Erkennung der anderen Verkehrsteilnehmer. Gemäß der Druckschrift DE 10 2015 001 970 A1 mit der Bezeichnung: „Adaptive Abstandssteuerung für Fahrzeuge“ gibt es Hinweise auf zahlreiche Verzögerungszeiten zwischen den erfassten Datensignalen und den darauffolgenden Reaktionen durch den Steuerungscomputer des Fahrzeuges, die dort als Setzzeitlücke und Steuerzeitlücke bezeichnet werden.According to the pamphlet DE 11 2019 003 421 T5 with the designation: “Driving support control device for a vehicle, driving support control system for a vehicle, and driving support control method for a vehicle” can be used to record the current vehicle statuses and traffic situations from the time sequence of previously detected radar echoes and the vehicle statuses and traffic situations that are likely to develop from them can be predicted, making the necessary Measures such as swerving or braking can be initiated in good time by the control computer. The prerequisite, however, is the timely recognition of other road users. According to the pamphlet DE 10 2015 001 970 A1 with the designation: "Adaptive distance control for vehicles" there are indications of numerous delay times between the recorded data signals and the subsequent reactions by the control computer of the vehicle, which are referred to there as setting time gap and control time gap.

Auch in der Druckschrift DE 10 2019 214 121 A1 mit der Bezeichnung: „Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems“ wird ein Fahrerassistenzverfahren beschrieben. Es basiert auf einem zweifachen dort als Zeitlückenregelung bezeichneten Steuerungsalgorithmus, welcher kontinuierlich relative fahrdynamische Messwerte auswertet. Auch hierbei ist ein rechtzeitiges Erfassen weiterer Verkehrsteilnehmer zwingend erforderlich.Also in print DE 10 2019 214 121 A1 with the designation: "Method for operating a driver assistance system" describes a driver assistance method. It is based on a double control algorithm called time gap control, which continuously evaluates relative driving dynamics measured values. Here, too, the timely detection of other road users is absolutely necessary.

Im Straßenverkehr sind insbesondere Fahrradfahrer stark gefährdet, weil deren Fahrzeuge nur eine sehr geringe Rückstrahlfläche besitzen, insbesondere, wenn die Fahrräder nicht aus schwerem Eisen, sondern zum großen Teil aus leichtem Verbundwerkstoff gefertigt sind. Dann sind die Fahrräder durch die RADAR-Anlagen der autonomen Fahrzeuge oder der Fahrzeuge mit integrierten Fahrerassistenzsystemen nur schwer rechtzeitig von anderen irrelevanten Objekten wie Mülltonnen oder Plastiksäcken zu unterscheiden.In road traffic, cyclists are particularly at risk because their vehicles only have a very small reflective surface, especially if the bicycles are not made of heavy iron but mostly of light composite material. The bicycles are then difficult to distinguish from other irrelevant objects such as garbage cans or plastic bags in good time thanks to the RADAR systems of the autonomous vehicles or vehicles with integrated driver assistance systems.

Um die Rückstrahlfläche von Fahrzeugen in der Nautik zu erhöhen gibt es zahlreiche Angebote im Fachhandel. Die Ausführungsformen sind stabförmig, eckig, tonnenförmig und es gibt auch mit Strom betriebene aktive RADAR-Retroreflektoren.In order to increase the reflecting surface of vehicles in the nautical sector, there are numerous offers in specialist shops. The embodiments are rod-shaped, angular, barrel-shaped and there are also powered active RADAR retroreflectors.

Um die Rückstrahlfläche von Fahrrädern signifikant zu erhöhen sind immer wieder einige Prototypen erstellt worden, die alle auf die Verwendung von einem oder zwei triangularen Winkelreflektoren basieren.In order to significantly increase the reflective surface of bicycles, a number of prototypes have been created, all of which are intended for use based on one or two triangular corner reflectors.

So hat ein am 9. Oktober 2016 gegründetes Startup-Unternehmen in Dallas USA mit der Bezeichnung „iLumaware Shield - Collision Prevention“ (Quelle: MOGRIDGE, Chris: iLumaware Shield TL-Radar technology for bicycle, 12-11-2016, Internetplattform: Kickstarter PBC, URL: https://www.kickstarter.com/projects/ilumaware/ilumaware-shield-collisionprevention, [abgerufen am 2021-09-07].) bereits einen einzelnen unter dem Sattel montierbaren nach hinten ausgerichteten triangularen Winkelreflektor mit integriertem Rücklicht entwickelt und durch Messungen ermittelt, dass sich dadurch die Entfernung zum Erkennen des Fahrrades durch eine typische Verkehrs-RADAR-Anlage von 75 Metern auf 198 Metern erweitern lässt.A startup company founded on October 9, 2016 in Dallas USA called "iLumaware Shield - Collision Prevention" (Source: MOGRIDGE, Chris: iLumaware Shield TL-Radar technology for bicycle, 12-11-2016, Internet platform: Kickstarter PBC, URL: https://www.kickstarter.com/projects/ilumaware/ilumaware-shield-collisionprevention, [accessed 2021-09-07].) already has a single under-seat mount rear-facing triangular corner reflector with integrated taillight developed and determined through measurements that the distance for recognizing the bicycle by a typical traffic RADAR system can be extended from 75 meters to 198 meters.

Die Arbeitsgruppe für Unfallmechanik Zürich hat ein Projekt mit der Bezeichnung: „Entwicklung eines Radarreflektors für Zweiräder“ durchgeführt und in dem Abschlussbericht vom 21.01.2019 (URL: https://www.stiftung-praevention.ch/pdfs/Schlussbericht-Radarreflektor.pdf [abgerufen am 2021-11-04]) eine ausführliche Dokumentation zur Problematik mit dem Schwerpunkt der primären Anwendung der Reflektoren im innerstädtischen Umfeld vorgelegt. Es wurden einzelne triangulare Winkelreflektoren und eine Kombination von zwei triangularen Winkelreflektoren im Frequenzbereich 24 Ghz bis 26 GHz und im Bereich 77 GHz bis 81 GHz vermessen und untersucht.The working group for accident mechanics Zurich has carried out a project called: "Development of a radar reflector for two-wheelers" and in the final report of 21.01.2019 (URL: https://www.stiftung-praevention.ch/pdfs/Schlussbericht-Radarreflektor.pdf [accessed on 2021-11-04]) presented a detailed documentation on the problem with the focus on the primary use of the reflectors in the inner-city environment. Individual triangular corner reflectors and a combination of two triangular corner reflectors in the frequency range 24 GHz to 26 GHz and in the range 77 GHz to 81 GHz were measured and examined.

In den bisher bekannten Vorrichtungen konnte zwar die signifikante Verbesserung der effektiven Rückstrahlfläche nachgewiesen werden, jedoch gilt dies nur in einem stark eingeschränkten Winkelbereich. So erfolgt keine Anhebung der Echosignale bei Fahrten der Fahrräder durch enge Kurven. Insbesondere seitlich in den Erfassungsbereich der Radarsignale einfahrende Fahrräder, wie es an Kreuzungen typischerweise der Fall ist, wurden zu spät erkannt.In the previously known devices, it was possible to demonstrate a significant improvement in the effective reflecting surface, but this only applies in a very limited angular range. This means that the echo signals are not increased when the bicycles are driven through tight bends. In particular, bicycles entering the detection range of the radar signals from the side, as is typically the case at intersections, were detected too late.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Des Weiteren sind diverse Radar-Retroreflektoren insbesondere für Anwendungen im Straßenverkehr bekannt, die für die hier offenbarte Erfindung den Stand der Technik definieren.Furthermore, various radar retroreflectors are known, in particular for applications in road traffic, which define the state of the art for the invention disclosed here.

Die Druckschrift DE 10 2018 111 691 A1 mit der Bezeichnung: „Reflektor für elektromagnetische Wellen und Verfahren zur Herstellung desselben“ beschreibt Retroreflektoren basierend auf Perkin-Elmer-Pyramiden-Strukturen, welche derart modifiziert sind, dass diese zwar für elektromagnetische Wellen im Mikrowellenbereich mit Wellenlängen im Bereich von 5 mm als Retroreflektoren fungieren, für elektromagnetische Wellen im Bereich des sichtbaren Lichtes, also für Wellenlängen im Bereich von etwa 0,0005 mm, jedoch zusätzliche kreisringförmige Streulichtkegel mit großem Öffnungswinkel reflektieren. Generiert wird dieses spezielle Verhalten dadurch, dass durch für Mikrowellen hinreichend große Spiegelflächen der Reflektor für Radarstrahlen wie ein herkömmlicher trihedraler Retroreflektor wirkt, jedoch für die Lichtstrahlen mit ihren signifikant geringeren Wellenlängen zu einem von der Dimensionierung der geometrischen Modifikation abhängigen Anteil als Retroreflektor wirkt und zusätzlich das eingestrahlte Licht als kreisringförmiges Streulicht reflektiert. Während herkömmliche Perkin-Elmer-Strukturen im Bereich der zusammentreffenden Spiegelstrukturen spitz zulaufende planare Ebenen aufweisen, so finden sich dort bei den modifizierten Spiegelstrukturen kegelförmige Abrundungen. Dadurch wird ein Teil des eintreffenden Lichtes von diesen kegelförmigen Abrundungen kreisringförmig zurück gestreut.The pamphlet DE 10 2018 111 691 A1 with the designation: "Reflector for electromagnetic waves and method for producing the same" describes retroreflectors based on Perkin-Elmer pyramid structures, which are modified in such a way that they function as retroreflectors for electromagnetic waves in the microwave range with wavelengths in the range of 5 mm , for electromagnetic waves in the range of visible light, i.e. for wavelengths in the range of about 0.0005 mm, but reflect additional circular scattered light cones with a large opening angle. This special behavior is generated by the fact that the reflector for radar beams acts like a conventional trihedral retroreflector for microwaves due to mirror surfaces that are sufficiently large for microwaves, but for the light rays with their significantly lower wavelengths it acts as a retroreflector to a degree that depends on the dimensioning of the geometric modification and in addition that incident light is reflected as circular scattered light. While conventional Perkin-Elmer structures have pointed planar planes in the area where the mirror structures meet, the modified mirror structures have conical roundings. As a result, part of the incoming light is scattered back by these conical roundings in the shape of a circular ring.

Die Radaranlage für das Fahrerassistenzsystem des Fahrzeuges befindet sich in der Regel unterhalb der Augenhöhe des Fahrers, z. B. im Bereich der Scheinwerfer. Durch die modifizierten Perkin-Elmer-Pyramiden-Strukturen werden die Radarstrahlen weitgehend vollständig retroreflektiert und gleichzeitig gelangt mit demselben Reflektor noch hinreichend viel nichtblendendes Streulicht der Scheinwerfer zu den Augen des Fahrers.The radar system for the vehicle's driver assistance system is usually located below the driver's eye level, e.g. B. in the area of the headlights. Due to the modified Perkin-Elmer pyramid structures, the radar beams are largely completely retro-reflected and, at the same time, a sufficient amount of non-dazzling scattered light from the headlights reaches the driver's eyes with the same reflector.

Reflektoren dieser Art eignen sich zur Markierung von Objekten und Personen und dienen der Verbesserung der Sichtbarkeit sowohl für Fahrerassistenzsysteme als auch für die jeweiligen Fahrzeugführer.Reflectors of this type are suitable for marking objects and people and serve to improve visibility both for driver assistance systems and for the respective vehicle driver.

Als der am nächsten kommenden Stand der Technik wird die am 14. Mai 2015 veröffentlichte Druckschrift US 2015/0130651 A1 mit der Bezeichnung „Passive Radar Activated Anti-Collision Apparatus“ angesehen. Darin wird eine Anordnung beschrieben, die aus einem als Retroreflektor wirkenden Polyeder besteht, dort „polyhedron“ benannt, welcher fest mit einer Halterung verbunden ist, die eine Montage an einem Objekt ermöglicht, dessen Radarquerschnitt vergrößert werden soll. Dies kann beispielsweise ein Gehstock, ein Rollstuhl oder ein Fahrrad sein. Als Ausführungsbeispiel wird in dieser Druckschrift als Polyeder ein trihedraler Winkelreflektor, bestehend aus drei quadratischen leitenden Flächen verwendet, welcher mit Hilfe einer Halterung an der linken hinteren Seite eines Fahrrades montiert ist. Es wird ausführlich erläutert, dass ein so montierter Retroreflektor die Verkehrssicherheit signifikant dadurch erhöht, dass der Fahrradfahrer im Vergleich zu anderen Verkehrsteilnehmerobjekten durch die so erhöhte Echosignalstärke vom Fahrerassistenzsystem zuverlässiger erkannt werden kann.The document published on May 14, 2015 is considered to be the closest prior art US 2015/0130651 A1 with the designation "Passive Radar Activated Anti-Collision Apparatus". It describes an arrangement that consists of a polyhedron acting as a retroreflector, called "polyhedron" there, which is firmly connected to a bracket that allows it to be mounted on an object whose radar cross-section is to be enlarged. This can be, for example, a walking stick, a wheelchair or a bicycle. As an exemplary embodiment, a trihedral corner reflector, consisting of three square conductive surfaces, is used as the polyhedron in this publication, which is mounted on the left rear side of a bicycle with the aid of a bracket. It is explained in detail that a retroreflector mounted in this way significantly increases traffic safety in that the cyclist can be more reliably recognized by the driver assistance system in comparison to other road user objects due to the echo signal strength that is increased in this way.

Weitere sinnvolle Formen von möglichen Polyedern werden jedoch nicht genannt. Auch auf eine vorwiegend horizontal wirkende Retroreflektor-Struktur oder eine Struktur mit einem signifikant größeren horizontalen Öffnungswinkel als es bei trihedralen Retroreflektoren typischerweise mit etwa +/- 20 Grad der Fall ist, wird noch nicht einmal ansatzweise eingegangen. Eine rundum 360-Grad-Markierung beispielsweise eines Verkehrsschildmastes würde zudem wegen der Abschattung durch den Mast eine größere Anzahl solcher, an einer fest mit einer Montagehalterung verbundenen Reflektoreinheiten erfordern, unabhängig davon, welche Form der Polyeder haben mag.However, other meaningful forms of possible polyhedra are not mentioned. A retroreflector structure that acts predominantly horizontally or a structure with a significantly larger horizontal opening angle than is typically the case with trihedral retroreflectors of around +/- 20 degrees is also not even touched upon. An all-round 360-degree marking of a traffic sign mast, for example, would also require a larger number of such reflector units on a fixed mounting bracket because of the shading by the mast, regardless of the shape of the polyhedron.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik unter wenigstens einem der folgenden Aspekte zu verbessern:

  • - Erzeugung eines signifikanten Echosignals über einen möglichst großen horizontalen Winkelbereich,
  • - anwendungsspezifische modulare Ausbaumöglichkeit der Retroreflektor-Vorrichtungen bis hin zu einem vollständigen Winkelbereich von 360 Grad,
  • - Möglichkeit der Erweiterung der modularen Retroreflektor-Vorrichtungen mit zusätzlichen Komponenten wie Beleuchtung, Atta-Array und Identifikations-Vorrichtungen.
  • - sichere Erzeugung von Echosignalen auch bei vollständigem Stromausfall.
The object of the invention is to improve the state of the art in at least one of the following aspects:
  • - Generation of a significant echo signal over the largest possible horizontal angular range,
  • - application-specific modular expansion option of the retroreflector devices up to a full angle range of 360 degrees,
  • - Possibility of expanding the modular retroreflector devices with additional components such as lighting, Atta array and identification devices.
  • - Safe generation of echo signals even in the event of a complete power failure.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen definiert. Sie erlaubt insbesondere Lösungen wie folgt:

  • Es können, je nach Bedarf und Anwendungsfall, die nur drei einzelnen Komponenten der modularen Retroreflektor-Vorrichtung so kombiniert werden, dass Retroreflektoren gebildet werden, die nur nach vorne oder nur nach hinten oder zusätzlich auch seitlich oder rundherum Echosignale an eine RADAR-Anlage liefern. Zusätzlich können Leuchtmittel oder zusätzliche optisch wirkende Reflektor-Scheiben ergänzt werden. Es können zusätzlich stromgespeiste elektronische Mikrowellenkomponenten integriert werden, die beispielsweise Identifikationssignale generieren, die telemetrisch gelesen werden können.
The invention is defined in the claims. In particular, it allows solutions as follows:
  • Depending on requirements and the application, the only three individual components of the modular retroreflector device can be combined in such a way that retroreflectors are formed which only deliver echo signals to the front or only to the rear or additionally to the side or all around to a RADAR system. In addition, lamps or additional optically effective reflector panes can be added. In addition, current-fed electronic microwave components can be integrated, which, for example, generate identification signals that can be read telemetrically.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, rein beispielhaften und nicht beschränkenden Beschreibung in Verbindung mit den jeweiligen Figuren.Further details and advantages of the invention result from the following, purely exemplary and non-limiting description in connection with the respective figures.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt schematisch einen trihedralen Winkelreflektor, bestehend aus drei dreieckförmigen, aus metallisch leitendem Material bestehenden Scheiben, welche jeweils in einem rechten Winkel aufeinander stehen und der als Retroreflektor für RADAR-Strahlen verwendet werden kann. Solche Retroreflektoren sind seit langem bekannt und entsprechen dem Stand der Technik. 1 shows schematically a trihedral corner reflector, consisting of three triangular discs made of metallic conductive material, which are each at right angles to each other and which can be used as a retroreflector for RADAR rays. Such retroreflectors have been known for a long time and correspond to the state of the art.
  • 2 zeigt schematisch einen dihedralen Winkelreflektor, bestehend aus zwei rechteckförmigen, aus metallisch leitendem Material bestehenden ebenen Scheiben, welche jeweils in einem rechten Winkel aufeinander stehen und der als Retroreflektor für RADAR-Strahlen verwendet werden kann. Solche Retroreflektoren sind seit langem bekannt und entsprechen dem Stand der Technik. 2 shows schematically a dihedral corner reflector, consisting of two rectangular flat discs made of metallic conductive material, which are each at right angles to each other and which can be used as a retroreflector for RADAR beams. Such retroreflectors have been known for a long time and correspond to the state of the art.
  • 3 zeigt schematisch eine dreieckförmige, aus metallisch leitendem Material bestehende Scheibe, der als Reflektor für RADAR-Strahlen verwendet werden kann. Solche Reflektoren sind seit langem bekannt und entsprechen dem Stand der Technik. 3 shows schematically a triangular disc made of metallic conductive material, which can be used as a reflector for RADAR beams. Such reflectors have been known for a long time and correspond to the state of the art.
  • 4 zeigt schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete modulare Element X (1) als Vorderansicht mit den jeweiligen Eckpunkten A bis G. 4 shows schematically the modular element X (1) used to build the modular retroreflector device as a front view with the respective corner points A to G.
  • 5 zeigt schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete modulare Element X (1) mit den jeweiligen Eckpunkten A bis G aus einer seitlichen Perspektive. 5 shows schematically the modular element X (1) used to construct the modular retroreflector device with the respective vertices A to G from a side perspective.
  • 6 zeigt schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete modulare Element Y (2) mit den Eckpunkten H bis M aus einer seitlichen Perspektive. 6 shows schematically the modular element Y (2) used to build the modular retroreflector device with the vertices H to M from a side perspective.
  • 7 zeigt schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete modulare Element Z (3) mit den Eckpunkten N bis P aus einer seitlichen Perspektive. 7 shows schematically the modular element Z (3) used to construct the modular retroreflector device with the vertices N to P from a side perspective.
  • 8 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, bestehend aus insgesamt fünf modularen Elementen, nämlich aus einem modularen Element X (1), aus zwei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3). 8th shows schematically an embodiment of a modular retroreflector device in the front view, consisting of a total of five modular elements, namely a modular element X (1), two modular elements Y (2) and two modular elements Z (3).
  • 9 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt fünf modularen Elementen, nämlich aus einem modularen Element X (1), aus zwei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3). 9 shows schematically an embodiment of a modular retroreflector device in top view, consisting of a total of five modular elements, namely a modular element X (1), two modular elements Y (2) and two modular elements Z (3).
  • 10 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, bestehend aus insgesamt sieben modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3). 10 shows schematically an embodiment of a modular retroreflector device in front view, consisting of a total of seven modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and two modular elements Z (3).
  • 11 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt sieben modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3). 11 shows schematically an embodiment of a modular retroreflector device in top view, consisting of a total of seven modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and two modular elements Z (3).
  • 12 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus vier modularen Elementen Y (2) und aus drei modularen Elementen Z (3). 12 shows schematically an embodiment of a modular retroreflector device in front view, consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), four modular elements Y (2) and three modular elements Z (3).
  • 13 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus vier modularen Elementen Y (2) und aus drei modularen Elementen Z (3). 13 shows schematically an embodiment of a modular retroreflector device in top view, consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), four modular elements Y (2) and three modular elements Z (3).
  • 14 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus vier modularen Elementen Z (3). 14 shows schematically an alternative embodiment of a modular retroreflector device in front view, consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and four modular elements Z (3).
  • 15 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus vier modularen Elementen Z (3). 15 shows schematically an alternative embodiment of a modular retroreflector device in top view, consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and four modular elements Z (3).
  • 16 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt acht modularen Elementen, nämlich aus vier modularen Elementen X (1), aus vier modularen Elementen Y (2). 16 shows a schematic plan view of an embodiment of a modular retroreflector device, consisting of a total of eight modular elements, namely four modular elements X(1), four modular elements Y(2).
  • 17 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt sechzehn modularen Elementen, nämlich aus acht modularen Elementen X (1), aus acht modularen Elementen Y (2). 17 shows schematically an embodiment of a modular retroreflector device in top view, consisting of a total of sixteen modular elements, namely eight modular elements X(1), eight modular elements Y(2).
  • 18 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, die zusätzliche montierte optische Reflektoren (4) besitzt. 18 shows schematically an alternative embodiment of a modular retroreflector device in front view, having additional mounted optical reflectors (4).
  • 19 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, wobei diese zusätzliche montierte elektrisch betriebene Leuchtmittel (5) besitzt. 19 shows schematically an alternative exemplary embodiment of a modular retroreflector device in a front view, this having additional mounted electrically operated lighting means (5).
  • 20 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, wobei diese zusätzliche montierte Wechselwirkungselemente (6) zur funkbasierten Datenübertragung besitzt. 20 shows schematically an alternative exemplary embodiment of a modular retroreflector device in the front view, with this having additional mounted interaction elements (6) for radio-based data transmission.
  • 21 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, wobei diese zusätzliche montierte Wechselwirkungselemente in Form planarer Atta-Arrays (7) besitzt. 21 shows schematically an alternative embodiment of a modular retroreflector device in front view, this having additional mounted interaction elements in the form of planar Atta arrays (7).
  • 22 zeigt schematisch beispielhaft ein Ausführungsbeispiel eines planarer Atta-Arrays, welches eine elektronische Beschaltung besitzt, die eine funkbasierten Datenübertragung ermöglicht. 22 shows a schematic example of an embodiment of a planar Atta array, which has electronic circuitry that enables radio-based data transmission.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Es zeigt die 1 eine schematische Darstellung eines trihedralen Winkelreflektors, welcher aus drei dreieckförmigen, aus metallisch leitendem Material bestehenden Scheiben aufgebaut ist und der als Retroreflektor für RADAR-Strahlen verwendet werden kann. Solche Retroreflektoren sind seit langem bekannt und entsprechen dem Stand der Technik. Die elektrisch leitenden Flächen stehen in einem Winkel von 90 Grad aufeinander. Als Hilfsvorstellung zur Konstruktion dient ein Hohlwürfel mit quadratischen Seiten der Kantenlänge a, in die der trihedralen Winkelreflektor eingebettet ist. Die Diagonale der jeweiligen quadratischen Würfelflächen hat dann die Länge b und ist gleich der Kantenlänge a multipliziert mit der Quadratwurzel aus der Zahl Zwei.It shows the 1 a schematic representation of a trihedral corner reflector, which is constructed from three triangular discs consisting of metallically conductive material and which can be used as a retroreflector for RADAR rays. Such retroreflectors have been known for a long time and correspond to the state of the art. The electrically conductive surfaces are at an angle of 90 degrees to each other. A hollow cube with square sides of edge length a, in which the trihedral corner reflector is embedded, serves as an aid to the construction. The diagonal of the respective square cube faces then has the length b and is equal to the edge length a multiplied by the square root of the number two.

Eintreffende RADAR-Strahlen werden in einem typischen Winkelbereich von etwa 40 Grad bezogen auf eine 3 dB-Leistungsgrenze durch drei Reflektionen an den metallischen Oberflächen in genau die Richtung zurück reflektiert, aus welcher der RADAR-Strahl auf den Winkelreflektor auftrifft. Der Einfallswinkel bezogen auf die Symmetrieachse des trihedralen Winkelreflektors, wobei letztere sich ergibt, wenn die räumliche Diagonale vom Eckpunkt des gedachten Hohlwürfels durch die dazu senkrecht stehende Diagonalfläche hindurch verlängert wird, ist unter der Bezeichnung Öffnungswinkel bekannt. Demnach bedeutet ein Öffnungswinkel von 40 Grad, dass eine Winkelabweichung von der Symmetrieachse von sowohl 20 Grad zu einer Seite als auch von 20 Grad zur genau gegenüberliegenden Seite bis zur Hälfte der eingestrahlten Energie reflektiert.Incoming RADAR beams are reflected back in a typical angular range of about 40 degrees based on a 3 dB power limit by three reflections on the metallic surfaces in exactly the direction from which the RADAR beam hits the corner reflector. The angle of incidence in relation to the axis of symmetry of the trihedral angle reflector, the latter resulting when the spatial diagonal is extended from the corner point of the imaginary hollow cube through the diagonal surface perpendicular thereto, is known as the opening angle. Accordingly, an opening angle of 40 degrees that an angular deviation from the axis of symmetry of both 20 degrees to one side and 20 degrees to the exactly opposite side reflects up to half of the incident energy.

Es zeigt die 2 schematisch einen dihedralen Winkelreflektor, bestehend aus zwei rechteckförmigen, aus metallisch leitendem Material bestehenden ebenen Scheiben, der als Retroreflektor für RADAR-Strahlen verwendet werden kann. Solche Retroreflektoren sind seit langem bekannt und entsprechen dem Stand der Technik. Die elektrisch leitenden Flächen stehen in einem Winkel von 90 Grad aufeinander. Die jeweiligen Tiefen der ebenen Scheiben haben wie in der 2 dargestellt eine Länge a wodurch sich als Abstand der beiden äußeren Kanten, die eine beliebige Länge c besitzen können, dann als geometrische Diagonale die Länge b besitzen, die dann gleich der Kantenlänge a multipliziert mit der Quadratwurzel aus der Zahl Zwei ist.It shows the 2 schematically shows a dihedral corner reflector, consisting of two rectangular flat discs made of metallic conductive material, which can be used as a retroreflector for RADAR beams. Such retroreflectors have been known for a long time and correspond to the state of the art. The electrically conductive surfaces are at an angle of 90 degrees to each other. The respective depths of the plane slices have as in the 2 shown a length a whereby the distance between the two outer edges, which can have any length c, then have the length b as a geometric diagonal, which is then equal to the edge length a multiplied by the square root of the number two.

Es zeigt die 3 schematisch eine dreieckförmige, aus metallisch leitendem Material bestehende Scheibe, der als Reflektor für RADAR-Strahlen verwendet werden kann. Solche Reflektoren sind seit langem bekannt und entsprechen dem Stand der Technik. Die Scheibe bildet ein gleichschenkeliges rechtwinkeliges Dreieck mit den Schenkellängen a und der Basislänge b und ist somit gleich der Kantenlänge a multipliziert mit der Quadratwurzel aus der Zahl Zwei.It shows the 3 schematically shows a triangular disc made of metallic conductive material, which can be used as a reflector for RADAR beams. Such reflectors have been known for a long time and correspond to the state of the art. The disk forms an isosceles right-angled triangle with side lengths a and base length b and is therefore equal to the side length a multiplied by the square root of the number two.

Für die nachfolgend beispielhaft beschriebenen Retroreflektor-Vorrichtungen, gebildet aus drei unterschiedlichen modularen Elementen, nämlich aus den modularen Elementen X (1), Y (2) und Z (3), die als Grundbausteine zum Aufbau von modularen kombinierten RADAR-Reflektoren als Funktionseinheiten dienen, wird festgelegt, dass die in den vorherigen beschriebenen Figuren verwendeten jeweiligen Längen a für alle beschriebenen modularen Elemente X (1), Y (2) und Z (3) innerhalb einer Funktionseinheit jeweils gleich sind und somit die daraus abgeleiteten und in den vorherigen beschriebenen Figuren verwendeten jeweiligen Längen b dann ebenfalls die bei allen modularen Elementen gleichen Werte besitzen. Nur so können die modularen Elemente zu passenden Funktionseinheiten zusammengesetzt werden.For the retroreflector devices described below by way of example, formed from three different modular elements, namely from the modular elements X (1), Y (2) and Z (3), which serve as basic building blocks for the construction of modular combined RADAR reflectors as functional units , it is stipulated that the respective lengths a used in the previously described figures are the same for all described modular elements X (1), Y (2) and Z (3) within a functional unit and thus those derived from them and described in the previous ones The respective lengths b used in the figures then also have the same values for all modular elements. This is the only way that the modular elements can be put together to form suitable functional units.

Werden komplexere Funktionseinheiten wie beispielsweise im Zusammenhang mit der 17 erläutert werden wird, aus modularen Elementen aufgebaut, die beispielsweise turmartig aufeinandergestapelt werden, so können die Längen a und somit auch b für die jeweils unterschiedlich aufgebauten Funktionseinheiten jedoch von denen anderer Funktionseinheiten abweichen. Innerhalb einer jeweiligen einzelnen Funktionseinheit sind sie jedoch stets gleich groß.Are more complex functional units such as in connection with the 17 will be explained, is made up of modular elements which are stacked on top of one another, for example in the manner of a tower, the lengths a and thus also b for the differently constructed functional units can, however, deviate from those of other functional units. However, they are always of the same size within a respective individual functional unit.

Die verbale Beschreibung der Anordnung der verwendeten modularen Elemente X (1), Y (2) und Z (3), die dem Aufbau der jeweiligen Retroreflektor-Vorrichtungen dienen, verlangt zur Präzisierung nach einer detaillierten Angabe von Verbindungsstellen durch die Benennung von jeweiligen Eckpunkten, an denen die jeweiligen modularen Elemente X (1), Y (2) und Z (3) miteinander verbunden sind. Die Verbindungen der jeweils entsprechenden Kanten der modularen Elemente X (1), Y (2) und Z (3), ergibt sich dann zwangsläufig aus den geometrischen Formen der modularen Elemente X (1), Y (2) und Z (3).The verbal description of the arrangement of the modular elements X (1), Y (2) and Z (3) used, which serve to construct the respective retroreflector devices, requires a detailed specification of connection points by naming the respective corner points, where the respective modular elements X (1), Y (2) and Z (3) are connected to each other. The connections of the corresponding edges of the modular elements X (1), Y (2) and Z (3) then result inevitably from the geometric shapes of the modular elements X (1), Y (2) and Z (3).

Es zeigt die 4 schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete modulare Element X (1) als Vorderansicht mit den jeweiligen Eckpunkten A bis G.It shows the 4 Schematically the modular element X (1) used to build the modular retroreflector device as a front view with the respective corner points A to G.

Es zeigt die 5 schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete selbe modulare Element X (1) mit den jeweiligen Eckpunkten A bis G, jedoch zur besseren Verständlichkeit aus einer seitlichen Perspektive.It shows the 5 1 schematically shows the same modular element X(1) used to construct the modular retroreflector device, with the respective vertices A to G, but from a side perspective for better understanding.

Es wird durch die in den 4 und 5 dargestellte Anordnung von zwei trihedralen Winkelreflektoren das modulare Element X (1) definiert. Beide trihedralen Winkelreflektoren berühren sich nur im gemeinsamen Eckpunkt G. Die von den Ebenen der Eckpunkte A, B und C sowie von den Eckpunkten D, E und F aufgespannten metallisch leitenden Flächen befinden sich parallel zueinander. Die beiden Symmetrieachsen der jeweiligen trihedralen Winkelreflektoren zeigen lateral in die Ebene, die durch die Streckenhalbierenden der Strecke AB und DE definiert wird. Dabei ist die Symmetrieachse des durch die Eckpunkte A,B,C und G definierten trihedralen Retroreflektors um 45 Grad nach oben ausgerichtet und die Symmetrieachse des durch die Eckpunkte D,E,F und G definierten trihedralen Retroreflektors um 45 Grad nach unten ausgerichtetIt is through the in the 4 and 5 illustrated arrangement of two trihedral corner reflectors defines the modular element X (1). Both trihedral angle reflectors only touch at the common corner point G. The metallically conductive surfaces spanned by the planes of the corner points A, B and C and by the corner points D, E and F are parallel to one another. The two axes of symmetry of the respective trihedral corner reflectors point laterally into the plane that is defined by the line bisectors of the line AB and DE. The symmetry axis of the trihedral retroreflector defined by vertices A,B,C and G is oriented 45 degrees upwards and the symmetry axis of the trihedral retroreflector defined by vertices D,E,F and G is oriented 45 degrees downwards

Es zeigt die 6 schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete modulare Element Y (2) mit den Eckpunkten H bis M aus einer seitlichen Perspektive. Das modulare Element Y (2) ist ein dihedraler Winkelreflektor, welcher jedoch nur dann die einfallenden RADAR-Strahlen in Richtung der Quelle zurück reflektiert, wenn sich diese im rechten Winkel zur Strecke befindet, die durch die Eckpunkte K und J oder Parallelen dazu, gebildet wird. Als einzelnes Konstruktionselement ist das modulare Element Y (2) also weniger zum Aufbau eines Retroreflektors geeignet. Erst durch die zielführende Anordnung weiterer modularer Elemente wird das modulare Element Y (2) zu einer wichtigen modularen Komponente für den Aufbau der jeweiligen Funktionseinheit.It shows the 6 Schematically the modular element Y (2) used to build the modular retroreflector device with the vertices H to M from a side perspective. The modular element Y (2) is a dihedral corner reflector which, however, only reflects the incident RADAR rays back towards the source when the latter is at right angles to the path formed by vertices K and J or parallels thereto becomes. As a single construction element, the modular element Y (2) is therefore less suitable for constructing a retroreflector. Only through the targeted arrangement of further modular elements does the modular element Y (2) become an important modular component components for the structure of the respective functional unit.

Es zeigt die 7 schematisch das zum Aufbau der modularen Retroreflektor-Vorrichtung verwendete modulare Element Z (3) mit den Eckpunkten N bis P aus einer seitlichen Perspektive. Das modulare Element Z (3) ist eine einfache metallisch leitende Platte, welche jedoch nur dann die einfallenden RADAR-Strahlen in Richtung der Quelle zurück reflektiert, wenn sich diese exakt im rechten Winkel zur Ebene befindet, die durch die Eckpunkte N, O und P gebildet wird. Dieses modulare Element Z (3) verhält sich hinsichtlich der RADAR-Strahlen also ähnlich, wie ein planarer Spiegel im optischen Bereich. Als einzelnes Konstruktionselement ist das modulare Element Z (3) also noch weniger zum Aufbau eines Retroreflektors geeignet. Auch dieses modulare Element Z (3) wird erst durch die zielführende Anordnung weiterer modularer Elemente zu einer wichtigen modularen Komponente für den Aufbau der jeweiligen Funktionseinheit.It shows the 7 schematically shows the modular element Z (3) used to construct the modular retroreflector device with the vertices N to P from a side perspective. The modular element Z (3) is a simple metallic conductive plate, which, however, only reflects the incident RADAR beams back towards the source when it is exactly at right angles to the plane passing through the vertices N, O and P is formed. With regard to the RADAR rays, this modular element Z (3) behaves similarly to a planar mirror in the optical area. As a single construction element, the modular element Z (3) is therefore even less suitable for constructing a retroreflector. This modular element Z (3) also becomes an important modular component for the construction of the respective functional unit only through the targeted arrangement of further modular elements.

Die erfindungsgemäße Anordnung der einzelnen modularen Elemente X (1), Y (2) und Z (3) führen jedoch zu hochwirksamen modularen Retroreflektor-Vorrichtungen mit nahezu beliebig großen horizontalen Öffnungswinkeln, die lediglich von der Kombination der jeweiligen modularen Elemente X (1), Y (2) und Z (3) abhängen und somit bedarfsgemäß konstruiert werden können.However, the inventive arrangement of the individual modular elements X (1), Y (2) and Z (3) lead to highly effective modular retroreflector devices with almost any large horizontal opening angles, which only depend on the combination of the respective modular elements X (1), Y (2) and Z (3) depend and can thus be constructed as required.

Es zeigt die 8 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, bestehend aus insgesamt fünf modularen Elementen, nämlich aus einem modularen Element X (1), aus zwei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3).It shows the 8th schematically a first embodiment of a modular retroreflector device in the front view, consisting of a total of five modular elements, namely a modular element X (1), two modular elements Y (2) and two modular elements Z (3).

Bereits in der Frontansicht ist zu erkennen, dass die hier gezeigte Anordnung der modularen Elemente Z (3) in Kombination mit den modularen Elementen Y (2) rechts und links vom modularen Element X (1) jeweils wiederum einen trihedralen Winkelreflektor bilden. Die Symmetrieachsen der aus den jeweiligen modularen Elementen Z (3) in Kombination mit den modularen Elementen Y (2) gebildeten trihedralen Winkelreflektoren zeigen beide genau in die frontale Richtung. Somit ergibt sich bei frontaler Bestrahlung ein besonders intensives Echosignal über einen weiten horizontalen und vertikalen Winkelbereich.Already in the front view it can be seen that the arrangement shown here of the modular elements Z (3) in combination with the modular elements Y (2) to the right and left of the modular element X (1) in turn form a trihedral corner reflector. The axes of symmetry of the trihedral corner reflectors formed from the respective modular elements Z (3) in combination with the modular elements Y (2) both point exactly in the frontal direction. This results in a particularly intense echo signal over a wide horizontal and vertical angle range in the case of frontal irradiation.

Es zeigt die 9 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung gemäß 8 in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt fünf modularen Elementen, nämlich aus einem modularen Element X (1), aus zwei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3). In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass die oberen und die unteren Ebenen jeweils eine gemeinsame geschlossenen Fläche ergeben. Auch die jeweiligen Seiten sind durch metallisch leitende Wände verschlossen. Dadurch kann eine so aufgebaute modulare Retroreflektor-Vorrichtung als kompaktes Bauteil oder als kompakte Komponente realisiert werden und beispielsweise als verbesserter RADAR-Retroreflektor oder mit zusätzlichen Elementen als Kombination beispielsweise mit Beleuchtungselementen als retroreflektierende Rückleuchte für ein Fahrrad dienen.It shows the 9 schematically shows an embodiment of a modular retroreflector device according to FIG 8th in top view, consisting of a total of five modular elements, namely a modular element X (1), two modular elements Y (2) and two modular elements Z (3). In this depiction it is easy to see that the upper and the lower planes each result in a common closed area. The respective sides are also closed by metallically conductive walls. As a result, a modular retroreflector device constructed in this way can be realized as a compact part or as a compact component and can be used, for example, as an improved RADAR retroreflector or with additional elements as a combination, for example with lighting elements, as a retroreflective rear light for a bicycle.

Es zeigt die 10 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, bestehend aus insgesamt sieben modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3).It shows the 10 schematically another embodiment of a modular retroreflector device in the front view, consisting of a total of seven modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and two modular elements Z (3).

Diese modulare Retroreflektor-Vorrichtung ist besonders für eine Retroreflektion bei einer seitlichen Bestrahlung durch RADAR-Strahlen geeignet. Zusammen mit einem elektrisch betriebenen Leuchtmittel (5) gemäß 19 eignet sich dieses Ausführungsbeispiel hervorragend zur Realisierung beispielsweise einer Frontleuchte oder Rückleuchte für ein Fahrrad.This modular retroreflector device is particularly suitable for retroreflection when irradiated from the side by RADAR rays. Together with an electrically operated lamp (5) according to 19 this exemplary embodiment is excellently suited for realizing, for example, a front light or rear light for a bicycle.

Es zeigt die 11 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt sieben modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus zwei modularen Elementen Z (3) gemäß der 10. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass die oberen und die unteren Ebenen jeweils eine gemeinsame geschlossenen Fläche ergeben. Auch die jeweiligen Rückseiten sind durch metallisch leitende Wände verschlossen. Dadurch kann eine so aufgebaute modulare Retroreflektor-Vorrichtung als kompaktes Bauteil oder als kompakte Komponente realisiert werden, wenn beispielsweise die Front- und Seitenflächen durch optisch wirkende Reflektoren (4) abgedeckt werden, wie dies in der 18 beispielhaft dargestellt ist.It shows the 11 schematically an embodiment of a modular retroreflector device in plan, consisting of a total of seven modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and two modular elements Z (3) according to 10 . In this depiction it is easy to see that the upper and the lower planes each result in a common closed area. The respective backs are also sealed by metallically conductive walls. As a result, a modular retroreflector device constructed in this way can be realized as a compact part or as a compact component if, for example, the front and side surfaces are covered by optically acting reflectors (4), as is the case in FIG 18 is shown as an example.

Es zeigt die 12 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus vier modularen Elementen Y (2) und aus drei modularen Elementen Z (3). Im Gegensatz zur ähnlichen Realisierung gemäß 10, welche lediglich einen dihedralen Retroreflektor im Frontalbereich besitzt, besitzt durch das Anbringen eines modularen Elementes Z (3) in der Mitte des modularen Elementes Y (2) dieses Ausführungsbeispiel nun gleich zwei zusätzliche trihedralen Retroreflektoren mit signifikant größeren Öffnungswinkeln. Dieses Beispiel zeigt, welche Vielfalt an RADAR-Retroreflektoren für jeweils unterschiedliche Anwendungsfälle mit dieser erfindungsgemäßen modularen Retroreflektor-Vorrichtung realisiert werden kann.It shows the 12 schematically an embodiment of a modular retroreflector device in the front view, consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), four modular elements Y (2) and three modular elements Z (3). In contrast to the similar realization according to 10 , which only has a dihedral retroreflector in the frontal area, now has two additional trihedral ones by attaching a modular element Z (3) in the middle of the modular element Y (2). Retroreflectors with significantly larger opening angles. This example shows the variety of RADAR retroreflectors that can be implemented for different applications with this modular retroreflector device according to the invention.

Es zeigt die 13 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung gemäß 12 in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus vier modularen Elementen Y (2) und aus drei modularen Elementen Z (3).It shows the 13 schematically shows an embodiment of a modular retroreflector device according to FIG 12 in top view, consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), four modular elements Y (2) and three modular elements Z (3).

Deutlich ist zu erkennen, dass lediglich eine kleine Modifikation zu dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel zu einem signifikant verschiedenen Reflektionsverhalten führt. Dadurch, dass das modulare Element Z (3) in der Mitte des modularen Elementes Y (2) platziert wurde, vermag der Retroreflektor nun auch seitlich versetzte frontal einfallende RADAR-Strahlen in die Einfallsrichtung zurück zu reflektieren.It can be clearly seen that only a small modification to the in 10 shown embodiment leads to a significantly different reflection behavior. Because the modular element Z (3) was placed in the middle of the modular element Y (2), the retroreflector is now also able to reflect laterally offset, frontally incident RADAR beams back into the direction of incidence.

Es zeigt die 14 schematisch noch ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, ebenfalls bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus vier modularen Elementen Z (3). Es handelt sich um die gleiche Basiskonfiguration, wie sie jeweils in den 10, 11, 12 und 13 verwendet worden ist. Auch diesmal werden lediglich modulare Elemente Z (3) an ausgewählten Stellen platziert, wodurch sich das Reflektionsverhalten der modularen Retroreflektor-Vorrichtung signifikant ändert. Dadurch, dass nun zwei modulare Elemente Z (3) nicht in der Mitte des modularen Elementes Y (2), sondern jeweils rechts und links an den Enden des modularen Elementes Y (2) platziert wurden, vermag der Retroreflektor nun auch seitlich versetzte frontal einfallende RADAR-Strahlen in die Einfallsrichtung zurück zu reflektieren. Es ist weiterhin bei dieser Konfiguration leicht möglich, ein elektrisch betriebenes Leuchtmittel (5) gemäß 19 zu integrieren.It shows the 14 schematically another alternative embodiment of a modular retroreflector device in the front view, also consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and four modular elements Z (3) . It is the same basic configuration as in each case 10 , 11 , 12 and 13 has been used. This time too, only modular elements Z(3) are placed at selected locations, as a result of which the reflection behavior of the modular retroreflector device changes significantly. Due to the fact that two modular elements Z (3) were not placed in the middle of the modular element Y (2), but rather on the right and left at the ends of the modular element Y (2), the retroreflector is now also capable of laterally offset frontal incident to reflect RADAR rays back in the direction of incidence. It is also easily possible with this configuration, an electrically operated light source (5) according to 19 to integrate.

Es zeigt die 15 schematisch dieses alternative Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt neun modularen Elementen, nämlich aus zwei modularen Elementen X (1), aus drei modularen Elementen Y (2) und aus vier modularen Elementen Z (3). Die versetzte Anordnung der modularen Elemente Z (3) sind in der Aufsicht leicht zu erkennen.It shows the 15 schematically this alternative embodiment of a modular retroreflector device in top view, consisting of a total of nine modular elements, namely two modular elements X (1), three modular elements Y (2) and four modular elements Z (3). The staggered arrangement of the modular elements Z (3) can be easily recognized in the top view.

Es zeigt die 16 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt acht modularen Elementen, nämlich aus vier modularen Elementen X (1), aus vier modularen Elementen Y (2). Es ist lediglich die Darstellung der Aufsicht gegeben, weil die Frontalansicht sehr große Ähnlichkeiten mit der Frontansicht gemäß 10 hätte, ohne den Sachverhalt näher zu verdeutlichen.It shows the 16 schematically an embodiment of a modular retroreflector device in plan, consisting of a total of eight modular elements, namely four modular elements X (1), four modular elements Y (2). Only the view from above is given because the front view is very similar to the front view according to FIG 10 without clarifying the facts in more detail.

In der Aufsicht hingegen ist klar zu erkennen, dass es sich hierbei um eine modulare Retroreflektor-Vorrichtung mit einem horizontalen Öffnungswinkel von nahezu 360 Grad handelt. Dieser Retroreflektor reflektiert rundherum horizontal in alle Richtungen. Durch das Hinzufügen von weiteren modularen Elementen Z (3), wie es im Zusammenhang mit den 10 bis 15 gezeigt worden ist, lassen sich beliebige Vorzugsrichtungen für die Winkelabdeckungen je nach Anwendungsfall konstruieren. Gezeigt ist in diesem Ausführungsbeispiel lediglich die Grundkonfiguration mit den modularen Elementen X (1) und Y (2). Durch das Hinzufügen von weiteren modularen Elementen Z (3), wie es in den zuvor behandelten Figuren erfolgt und dort erläutert worden ist, lassen sich die dihedralen Winkelreflektoren Y (2) leicht in trihedralen Winkelreflektoren verwandeln, die in der Gesamtheit dann signifikant größere Öffnungswinkel bereit stellen.In the top view, on the other hand, it can be clearly seen that this is a modular retroreflector device with a horizontal opening angle of almost 360 degrees. This retroreflector reflects horizontally in all directions all around. By adding further modular elements Z (3), as in connection with the 10 until 15 has been shown, any preferred directions for the angle covers can be constructed depending on the application. In this exemplary embodiment, only the basic configuration with the modular elements X(1) and Y(2) is shown. By adding further modular elements Z (3), as is done in the previously discussed figures and explained there, the dihedral corner reflectors Y (2) can easily be converted into trihedral corner reflectors, which then provide significantly larger opening angles overall place.

Es zeigt die 17 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Aufsicht, bestehend aus insgesamt sechzehn modularen Elementen, nämlich aus acht modularen Elementen X (1), aus acht modularen Elementen Y (2). Diese Vielzahl von modularen Elementen kommt dadurch zustande, dass zwei der in 16 dargestellten Ausführungsbeispiele turmartig aufeinandergestapelt angeordnet worden sind. Dabei ist in 17 der untere Teil der modularen Retroreflektor-Vorrichtung um 45 Grad verdreht worden. Außerdem sind die jeweiligen Kantenlängen a und b dort so modifiziert worden, dass die jeweiligen modifizierten modularen Elemente ohne Vorsprünge oder Absatzkanten wie in der 17 dargestellt miteinander verbunden werden können.It shows the 17 schematically an embodiment of a modular retroreflector device in plan, consisting of a total of sixteen modular elements, namely eight modular elements X (1), eight modular elements Y (2). This multitude of modular elements comes about because two of the in 16 illustrated embodiments have been stacked like a tower. where is in 17 the lower part of the modular retroreflector assembly has been rotated 45 degrees. In addition, the respective edge lengths a and b have been modified there in such a way that the respective modified modular elements without projections or shoulder edges as in FIG 17 shown can be connected to each other.

So ist beispielsweise die zuvor mit c bezeichnete Kantenlänge des dihedralen Retroreflektors, also die Kantenlänge des oberen modulare Element Y (2), gleich lang der Diagonallänge, die zuvor beim trihedralen Retroreflektor mit b bezeichnet worden ist.For example, the edge length of the dihedral retroreflector previously denoted c, ie the edge length of the upper modular element Y (2), is equal to the diagonal length, which was previously denoted b for the trihedral retroreflector.

Die Kantenlängen von dihedralen und trihedralen Retroreflektoren müssen also in den unterschiedlichen Ebenen der so gebildeten turmförmigen modularen Retroreflektor-Vorrichtung jeweils vertauscht werden, wie es in der 17 dargestellt worden ist. Selbstverständlich können auch alle zuvor gezeigten Ausführungsbeispiele auf diese Weise turmförmig aufeinandergestapelt werden, um beispielsweise die jeweiligen Öffnungswinkel zu vergrößern oder um den Betrag der insgesamt reflektierten Hochfrequenzleistung zu erhöhen.The edge lengths of dihedral and trihedral retroreflectors must therefore be swapped over in the different planes of the tower-shaped modular retroreflector device thus formed, as in FIG 17 has been presented. Of course, all the embodiments shown above can be stacked in this way in a tower to at for example, to increase the respective opening angles or to increase the total amount of high-frequency power reflected.

Die Vielzahl der Möglichkeiten der Zusammenstellung ermöglicht den Aufbau von modularen Retroreflektor-Vorrichtungen für nahezu jeden zu realisierenden Anwendungsfall.The large number of configuration options enables the construction of modular retroreflector devices for almost any application to be implemented.

Die 18 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, die zusätzliche montierte optische Reflektoren (4) besitzt.The 18 shows schematically an alternative embodiment of a modular retroreflector device in front view, having additional mounted optical reflectors (4).

Optische Retroreflektoren werden beispielsweise als Rückstrahler verwendet, um das einfallende Licht einer Lichtquelle, wie beispielsweise die eines Autoscheinwerfers, zum Fahrer des Fahrzeuges zu reflektieren, damit dieser frühzeitig auf die bestehende Verkehrssituation reagieren kann. Diese optischen Retroreflektoren (4) bestehen in der Regel aus speziell geformtem Plastikmaterial, welches kaum einen Einfluss auf RADAR-Strahlen hat. Somit können beide unterschiedliche Retroreflektoren, nämlich den für optische Lichtquellen und den für RADAR-Strahlen sehr einfach und platzsparend miteinander kombiniert werden, indem der optische Reflektor (4) einfach vor der modularen Retroreflektor-Vorrichtung montiert wird. Die 18 zeigt beispielhaft eine solche Montage.Optical retroreflectors are used, for example, as reflectors in order to reflect the incident light from a light source, such as that of a car headlight, to the driver of the vehicle so that he can react to the existing traffic situation early on. These optical retroreflectors (4) are usually made of specially shaped plastic material, which has little effect on RADAR rays. Thus, the two different retroreflectors, namely the one for optical light sources and the one for RADAR rays, can be combined with one another in a very simple and space-saving manner by simply mounting the optical reflector (4) in front of the modular retroreflector device. The 18 shows an example of such an assembly.

Die 19 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, wobei diese zusätzliche montierte elektrisch betriebene Leuchtmittel (5) besitzt.The 19 shows schematically an alternative exemplary embodiment of a modular retroreflector device in a front view, this having additional mounted electrically operated lighting means (5).

Ein von einer Batterie oder von einem Fahrrad-Dynamo gespeistes Leuchtmittel kann sehr einfach auf einer Fläche eines modularen Elementes Y (2) befestigt werden. Es sind beispielsweise leistungsstarke flächenhaft geformte Leuchtdioden dafür geeignet, die einen hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der stromabhängigen Lichtausbeute und eine sehr lange Lebensdauer aufweisen. Obwohl für die Retroreflektion eine einfache metallische Oberfläche genügt, empfiehlt sich im Falle beispielsweise der Realisation der modularen Retroreflektor-Vorrichtung als eine Frontleuchte beispielsweise für Fahrräder die hochglänzende Verspiegelung der Oberfläche des modularen Elementes Y (2).A light source powered by a battery or by a bicycle dynamo can be fixed very easily on a face of a modular element Y (2). For example, high-performance, two-dimensionally shaped light-emitting diodes are suitable for this, which have a high degree of efficiency with regard to the current-dependent light output and a very long service life. Although a simple metallic surface is sufficient for the retroreflection, if the modular retroreflector device is implemented as a front light, for example for bicycles, the high-gloss mirror coating of the surface of the modular element Y (2) is recommended.

Die 20 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, wobei diese zusätzliche montierte Wechselwirkungselemente zur funkbasierten Datenübertragung besitzt.The 20 shows schematically an alternative exemplary embodiment of a modular retroreflector device in the front view, this having additional mounted interaction elements for radio-based data transmission.

Eine solche zusätzliche Vorrichtungen zur Erzeugung von abgespeicherten digitalen numerischen Informationen (6) wäre eine denkbare sinnvolle Ergänzung und wäre realisierbar durch die Montage beispielsweise einer Resonanzplatte, die verschiedene Wellenleiter besitzt, welche im Frequenzbereich der RADAR-Strahlung Eigenresonanzen besitzen, deren Absorptionsspektrum von einem geeigneten Lesegerät telemetrisch erfasst und ausgewertet werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Art elektronisch fernauslesbares Nummernschild für Fahrräder realisiert werden.Such an additional device for generating stored digital numerical information (6) would be a conceivable useful supplement and could be realized by installing, for example, a soundboard that has different waveguides that have natural resonances in the frequency range of the RADAR radiation, whose absorption spectrum can be read by a suitable reading device can be recorded and evaluated telemetrically. In this way, for example, a type of electronically remotely readable number plate for bicycles can be implemented.

Die 21 zeigt schematisch ein alternatives Ausführungsbeispiel einer modularen Retroreflektor-Vorrichtung in der Frontalansicht, wobei diese zusätzliche montierte Wechselwirkungselemente in Form planarer Atta-Arrays besitzt. Diese planaren Atta-Arrays sind durch Leitungen miteinander speziell verschaltete Antennen und vermögen ebenfalls als Retroreflektoren zu fungieren. Bei einer rein passiven Realisierung ist deren Wirkungsgrad jedoch geringer als bei trihedralen Retroreflektoren. Daher werden häufig in die Antennenleitungen Breitbandverstärker für den betreffenden Mikrowellen-Frequenzbereich geschaltet, wodurch die Retroreflektionseigenschaften der Atta-Arrays signifikant erhöht werden. Wenn jedoch ohnehin Verstärker eingebaut werden, dann können auch noch zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise die schnurlose Übertragung von Daten, realisiert werden.The 21 Fig. 12 shows schematically an alternative embodiment of a modular retroreflector device in front view, having additional mounted interaction elements in the form of planar Atta arrays. These planar Atta arrays are antennas that are specially interconnected by cables and are also able to function as retroreflectors. In the case of a purely passive realization, however, their efficiency is lower than in the case of trihedral retroreflectors. Broadband amplifiers for the microwave frequency range in question are therefore often connected to the antenna lines, as a result of which the retroreflection properties of the Atta arrays are significantly increased. However, if amplifiers are installed anyway, additional functions such as wireless data transmission can also be implemented.

Die 22 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines planarer Atta-Arrays, welches eine elektronische Beschaltung besitzt, die eine funkbasierten Datenübertragung ermöglicht. Beispielhaft wird hier eine minimal einfache Anordnung von vier planaren Antennen (8) bis (11) mit zwei Mikrowellen-Breitbandverstärkern (12) und (13) gezeigt.The 22 shows schematically an embodiment of a planar Atta array, which has an electronic circuitry that enables radio-based data transmission. A minimally simple arrangement of four planar antennas (8) to (11) with two microwave broadband amplifiers (12) and (13) is shown here as an example.

Die elektrische Länge der Leitung von einer ersten Empfangsantenne (8), über einen ersten Mikrowellen-Breitbandverstärker (12), bis hin zu einer ersten Sendeantenne (11) und die elektrische Länge der Leitung von einer zweiten Empfangsantenne (9), über einen zweiten Breitbandverstärker (13), bis hin zu einer zweiten Sendeantenne (10) sind gleich. Dadurch reflektiert dieses beispielhaft gezeigte Atta-Array einen einfallenden RADAR-Strahl in die Einfallsrichtung zurück. Durch die planare Anordnung der Antennen auf vorzugsweise einer metallischen Ebene sind diese nicht miteinander verkoppelt, was einen Verstärkungsfaktor der Mikrowellen-Breitbandverstärker (12) und (13) von jeweils etwa 20 dB problemlos ermöglicht.The electrical length of the line from a first receiving antenna (8) via a first microwave broadband amplifier (12) to a first transmitting antenna (11) and the electrical length of the line from a second receiving antenna (9) via a second broadband amplifier (13) up to a second transmitting antenna (10) are the same. As a result, this Atta array shown as an example reflects an incident RADAR beam back in the direction of incidence. Due to the planar arrangement of the antennas, preferably on a metal plane, they are not coupled to one another, which enables an amplification factor of the microwave broadband amplifiers (12) and (13) of around 20 dB each without any problems.

Die beiden Mikrowellen-Breitbandverstärker (12) und (13) werden von einer Spannungsquelle (U) gespeist, welche zusätzlich eine elektronische Schaltvorrichtung (14) mit elektrischer Betriebsenergie versorgt, welche zyklisch kontinuierlich einen elektronische Schaltvorrichtung (14) zwischen der Spannungsquelle (U) und den beiden Mikrowellen-Breitbandverstärkern (12) und (13) betätigt. Dabei wird kontinuierlich ein solcher Schaltrhythmus gewählt, der befähigt ist, beispielsweise eine kodierte Identifikationsnummer seriell zu übertragen. Der vom geschalteten Atta-Array reflektierte RADAR-Strahl beinhaltet dann eine Kodierung entsprechend dem Morsealphabet oder dem Miller-Code und es kann beispielsweise eine Identifikationsnummer vom entsprechend dafür modifizierten RADAR-Gerät erkannt und ausgewertet werden.The two microwave broadband amplifiers (12) and (13) are fed by a voltage source (U), which also supplies an electronic switching device (14) with electrical operating energy, which cyclically continuously an electronic switching device (14) between the Voltage source (U) and the two microwave broadband amplifiers (12) and (13) operated. In this case, such a switching rhythm is continuously selected that is capable of serially transmitting, for example, a coded identification number. The RADAR beam reflected by the switched Atta array then contains a coding according to the Morse alphabet or the Miller code and an identification number, for example, can be recognized and evaluated by the RADAR device modified accordingly for this purpose.

BezugszeichenlisteReference List

11
Modulares Element XModular Element X
22
Modulares Element YModular Element Y
33
Modulares Element ZModular element Z
44
Optischer ReflektorOptical reflector
55
Elektrisch betriebenes LeuchtmittelElectrically operated illuminant
66
Vorrichtungen zur Erzeugung von abgespeicherten digitalen InformationenDevices for generating stored digital information
77
Atta-ArrayAtta array
88th
Erste EmpfangsantenneFirst receiving antenna
99
Zweite EmpfangsantenneSecond receiving antenna
1010
Zweite SendeantenneSecond transmitting antenna
1111
Erste SendeantenneFirst transmission antenna
1212
Erster Mikrowellen-BreitbandverstärkerFirst microwave broadband amplifier
1313
Zweiter Mikrowellen-BreitbandverstärkerSecond microwave broadband amplifier
1414
Elektronische SchaltvorrichtungElectronic switching device

Claims (6)

Modulare kombinierte RADAR-Retroreflektoren, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit Hilfe einer diskreten Anzahl von drei unterschiedlichen modularen Elementen, die als Grundbausteine zum Aufbau von modularen kombinierten RADAR-Retroreflektoren als Funktionseinheiten dienen, nämlich • einem ersten modularen Element X (1), • einem zweiten modularen Element Y (2) und • einem dritten modularen Element Z (3) jeweils zu retroreflektierenden Funktionseinheiten aufgebaut werden, deren horizontale Öffnungswinkel von der Anzahl und der Anordnung der jeweils zum Aufbau der Funktionseinheiten verwendeten modularen Elemente bestimmt werden, wobei sämtliche modularen Elemente (1) bis (3) einer jeweiligen Funktionseinheit mindestens gemeinsam zwei geometrische Längen (a) und (b) besitzen, wobei die Länge (a) von der Frequenz des zu reflektierenden RADAR-Signals abhängt und mindestens gleich oder größer als die Wellenlänge des zu reflektierenden RADAR-Signals sein muss und bis hin zur zehnfachen Wellenlänge oder größer sein kann und wobei die Länge (b) sich als diagonal abhängiger Wert aus der Länge (a) ergibt, indem diese mit der Quadratwurzel aus Zwei multipliziert wird und wobei das erste modulare Element X (1) aus zwei miteinander im Eckpunkt (G) zusammentreffenden trihedralen triangularen Retrowinkelreflektoren aufgebaut ist, wobei diese jeweils drei metallisch leitenden ebene Flächen besitzen und dergestalt zusammengesetzt sind, dass ein unterer Winkelreflektor drei metallisch leitende, dreieckförmige Ebenen besitzt, welche jeweils im rechten Winkel aufeinander stehen, wobei die untere Ebene durch die Eckpunkte (A), (B) und (C), die untere rechte seitliche Ebene durch die Eckpunkte (C), (B) und (G) und die untere linke Ebene durch die Eckpunkte (A), (C) und (G) determiniert wird, wobei die Strecken, determiniert durch die Eckpunkte (A) und (C), (C) und (B) sowie (C) und (G) jeweils die Längen (a) besitzen und die Strecken, determiniert durch die Eckpunkte (A) und (B), (A) und (G) sowie (B) und (G) jeweils die Längen (b) besitzen und dass ein oberer Winkelreflektor drei metallisch leitende, dreieckförmige Ebenen besitzt, welche jeweils im rechten Winkel aufeinander stehen, wobei die obere Ebene durch die Eckpunkte (D), (E) und (F), die obere rechte seitliche Ebene durch die Eckpunkte (F), (E) und (G) und die linke obere Ebene durch die Eckpunkte (D), (F) und (G) determiniert wird, wobei die Strecken, determiniert durch die Eckpunkte (D) und (F), (E) und (F) sowie (F) und (G) jeweils die Längen (a) besitzen und die Strecken, determiniert durch die Eckpunkte (D) und (E), (D) und (G) sowie (E) und (G) jeweils die Längen (b) besitzen und wobei die durch die Eckpunkte (A), (B) und (C) determinierte untere metallisch leitende Ebene und die durch die Eckpunkte (D), (E) und (F) determinierte obere metallisch leitende Ebene parallel zueinander verlaufend in zwei unterschiedlichen Ebenen liegen und wobei die durch die Eckpunkte (A), (G) und (C) determinierte untere linke metallisch leitende Ebene und die durch die Eckpunkte (D), (G) und (F) determinierte obere linke metallisch leitende Ebene parallel zueinander verlaufend in einer gemeinsamen Ebene liegen und wobei die durch die Eckpunkte (G), (B) und (C) determinierte untere rechte metallisch leitende Ebene und die durch die Eckpunkte (G), (E) und (F) determinierte obere rechte metallisch leitende Ebene parallel zueinander verlaufend in einer gemeinsamen Ebene liegen und wobei sich die durch die Eckpunkte (C) und (G) sowie (G) und (F) determinierten Strecken auf einer gemeinsamen Geraden liegen, das zweite modulare Element Y (2) als dihedralen Retrowinkelreflektor aufgebaut ist, wobei dieser Retrowinkelreflektor zwei metallisch leitende ebene Flächen besitzt und dergestalt zusammengesetzt ist, dass eine untere metallisch leitende, rechteckförmige Ebene, wobei diese Ebene durch die Eckpunkte (H), (I), (J) und (K) determiniert wird und eine obere metallisch leitende, rechteckförmige Ebene, wobei diese Ebene durch die Eckpunkte (K), (J), (L) und (M) determiniert wird und diese beiden Ebenen senkrecht aufeinander stehend dergestalt montiert sind, dass die gemeinsamen Eckpunkte (K) und (J) zusammenfallen, wobei die Strecken, determiniert durch die Eckpunkte (H) und (K), (K) und (L), (I) und (J) sowie (J) und (M) jeweils die Längen (a) besitzen und die Strecken, determiniert durch die Eckpunkte (H) und (I), (K) und (J) sowie (L) und (M) jeweils die Länge (c) besitzen, wobei diese Länge (c) einen beliebigen, von der beabsichtigten Gestaltung des jeweiligen modularen kombinierten RADAR-Reflektors abhängigen Wert besitzt und wobei das dritte modulare Element Z (3) aus einem planaren Reflektor aufgebaut ist, wobei dieser eine metallisch leitende ebene Fläche besitzt und dergestalt realisiert ist, dass eine planare metallisch leitende, dreieckförmige Ebene gebildet wird, wobei diese Ebene durch die Eckpunkte (N), (O) und (P) determiniert wird, wobei die Strecken, determiniert durch die Eckpunkte (N) und (O) sowie (O) und (P) jeweils die Längen (a) besitzen und die jeweiligen retroreflektierenden Funktionseinheiten dadurch gebildet werden, dass die modularen Elemente X (1) und die modularen Elemente Y (2) in alternierender Reihenfolge jeweils seitlich dergestalt miteinander verbunden werden, dass die jeweils äußeren Eckpunkte (A) und (D) oder (B) und (E) des modularen Elementes X (1) und die äußeren Eckpunkte (I) und (M) oder (H) und (L) des modularen Elementes Y (2) gemeinsame Punkte der auf diese Weise modular zusammengesetzten Funktionseinheit bilden, wobei die jeweiligen Öffnungswinkel der einzelnen modularen Elemente (1) und (2) stets dergestalt nach außen, also von den metallisch leitenden Ebenen in Richtung des Freiraums hin, gerichtet sind und wobei die modularen Elemente Z (3) an beliebigen, von der beabsichtigten Gestaltung des jeweiligen modularen kombinierten RADAR-Reflektors abhängigen Stellen des modularen Elementes Y (2), dergestalt positioniert werden, dass sich der Eckpunkt (N) auf der durch die Eckpunkte (H) und (I) determinierten Kante, der Eckpunkt (Q) auf dem durch die Eckpunkte (K) und (J) determinierten Kante und der Eckpunkt (P) sich auf der durch die Eckpunkte (L) und (M) determinierten Kante befindet.Modular combined RADAR retroreflectors, characterized in that these using a discrete number of three different modular elements that serve as building blocks for the construction of modular combined RADAR retroreflectors as functional units, namely • a first modular element X (1), • a second modular element Y (2) and • a third modular element Z (3) are each built up to form retroreflective functional units, the horizontal angle of aperture of which is determined by the number and arrangement of the modular elements used to build up the functional units, with all modular elements ( 1) to (3) of a respective functional unit have at least two geometric lengths (a) and (b) in common, the length (a) depending on the frequency of the RADAR signal to be reflected and at least equal to or greater than the wavelength of the to be reflected RADAR signal must be and up to tenfold world length or greater and where length (b) is the diagonally dependent value of length (a) multiplied by the square root of two and where the first modular element X (1) of two is joined together at the vertex ( G) converging trihedral triangular retro angle reflectors, each having three metallically conductive flat surfaces and being assembled in such a way that a lower angle reflector has three metallically conductive triangular planes, each of which is at right angles to one another, the lower plane passing through the vertices (A), (B) and (C), the lower right lateral plane through vertices (C), (B) and (G) and the lower left plane through vertices (A), (C) and (G) is determined, whereby the segments determined by the vertices (A) and (C), (C) and (B) as well as (C) and (G) each have the lengths (a) and the segments determined by the vertices ( A) and (B), (A) u nd (G) as well as (B) and (G) each have the lengths (b) and that an upper corner reflector has three metallically conductive, triangular planes, which are each at right angles to one another, the upper plane passing through the vertices (D) , (E) and (F), the upper right lateral plane is determined by the vertices (F), (E) and (G) and the upper left plane by the vertices (D), (F) and (G), where the segments determined by the vertices (D) and (F), (E) and (F) and (F) and (G) each have the lengths (a) and the segments determined by the vertices (D) and (E), (D) and (G) and (E) and (G) each have the lengths (b) and the through the vertices (A), (B) and (C) determined lower metallically conductive level and the determined by the corner points (D), (E) and (F) upper metallic conductive plane running parallel to each other in two different planes and the determined by the corner points (A), (G) and (C) lower The left metallically conductive plane and the upper left metallically conductive plane determined by the vertices (D), (G) and (F) lie parallel to one another in a common plane and the surfaces defined by the vertices (G), (B) and (C ) determinate lower right metallically conductive plane and the upper right metallically conductive plane determined by the corner points (G), (E) and (F) lie parallel to each other in a common plane and where the corner points (C) and (G ) and (G) and (F) determinate paths lie on a common straight line, the second modular element Y (2) is constructed as a dihedral retro-angle reflector, this retro-angle reflector having two flat, metallically conductive surfaces and being composed in such a way that a lower metallically conductive one , rectangular Level, this level being determined by the corner points (H), (I), (J) and (K) and an upper metallically conductive, rectangular level, this level being defined by the corner points (K), (J), (L ) and (M) is determined and these two planes are mounted perpendicular to each other in such a way that the common vertices (K) and (J) coincide, with the lines determined by the vertices (H) and (K), (K) and (L), (I) and (J) and (J) and (M) each have the lengths (a) and the distances determined by the vertices (H) and (I), (K) and (J) and (L) and (M) each have a length (c), this length (c) having any value depending on the intended design of the particular modular combined RADAR reflector, and the third modular element Z (3) of a planar reflector is constructed, which has a metallically conductive flat surface and is realized in such a way that a planar metallically conductive, dr egg-shaped plane is formed, this plane being determined by the vertices (N), (O) and (P), the distances determined by the vertices (N) and (O) and (O) and (P) each being the have lengths (a) and the respective retroreflective functional units are formed in that the modular elements X (1) and the modular elements Y (2) are laterally connected to one another in an alternating sequence in such a way that the respective outer corner points (A) and ( D) or (B) and (E) of the modular element X (1) and the outer vertices (I) and (M) or (H) and (L) of the modular element Y (2) common points of the modular in this way form a composite functional unit, with the respective opening angles of the individual modular elements (1) and (2) always being directed outwards, i.e. from the metallically conductive planes in the direction of the free space, and with the modular elements Z (3) being attached to any from the intended ten design of the respective modular combined RADAR reflector dependent points of the modular element Y (2), are positioned in such a way that the corner point (N) is on the edge determined by the corner points (H) and (I), the corner point (Q) on the edge determined by vertices (K) and (J) and vertex (P) is on the edge determined by vertices (L) and (M). Modulare kombinierte RADAR-Retroreflektoren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor den modular kombinierten RADAR-Retroreflektoren, also im Bereich der jeweiligen Öffnungswinkel der retroreflektierenden Funktionseinheiten, gefärbte oder ungefärbte dielektrische, nichtleitende und im Bereich der jeweiligen RADAR-Frequenzen dämpfungsarme optische Reflektoren (4) angeordnet sind, welche einfallendes Licht tendenziell in die gleiche Richtung reflektieren, wie dies die dahinter positionierten modular kombinierten RADAR-Retroreflektoren bewirken.Modular combined RADAR retroreflectors after Claim 1 , characterized in that in front of the modularly combined RADAR retroreflectors, i.e. in the area of the respective opening angle of the retroreflective functional units, colored or uncolored dielectric, non-conductive and low-attenuation optical reflectors (4) in the area of the respective RADAR frequencies are arranged, which tend to reflect in the same direction as the modularly combined RADAR retroreflectors positioned behind them. Modulare kombinierte RADAR-Retroreflektoren nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in ausgewählte retroreflektierende Funktionseinheiten der modular kombinierten RADAR-Retroreflektoren, elektrisch betriebene Leuchtmittel (5) montiert werden, die je nach Bedarf ein- oder ausgeschaltet werden können.Modular combined RADAR retroreflectors after Claim 1 and 2 , characterized in that in selected retro-reflective functional units of the modularly combined RADAR retro-reflectors, electrically operated lamps (5) are mounted, which can be switched on or off as required. Modulare kombinierte RADAR-Retroreflektoren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeweils ausgewählten retroreflektierenden Funktionseinheiten der modular kombinierten RADAR-Retroreflektoren, Vorrichtungen zur Übermittlung von abgespeicherten digitalen numerischen Informationen (6) dergestalt montiert sind, dass diese digitalen numerischen Informationen mit Hilfe von entfernt positionierten geeigneten Lesegeräten drahtlos ausgelesen werden können.Modular combined RADAR retroreflectors according to one of the preceding patent claims, characterized in that devices for the transmission of stored digital numerical information (6) are mounted in respectively selected retroreflective functional units of the modular combined RADAR retroreflectors in such a way that this digital numerical information is remotely positioned suitable reading devices can be read out wirelessly. Modulare kombinierte RADAR-Retroreflektoren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter, über oder sowohl über und unter den retroreflektierende Funktionseinheiten der modular kombinierten RADAR-Retroreflektoren, sich zusätzliche planare Antennenfelder befinden, die jeweils retroreflektierende sogenannte Van Atta-Arrays (7) bilden, deren rückgestrahlte elektromagnetische Energie mit Hilfe einer Modulationsvorrichtung mit digitalen numerischen Informationen moduliert werden kann, so dass mit Hilfe von entfernt positionierten geeigneten Lesegeräten diese Informationen drahtlos ausgelesen werden können.Modular combined RADAR retroreflectors according to one of the preceding patent claims, characterized in that there are additional planar antenna fields below, above or both above and below the retroreflective functional units of the modularly combined RADAR retroreflectors, each of which has retroreflective so-called Van Atta arrays (7) form, whose reflected electromagnetic energy can be modulated by means of a modulation device with digital numerical information, so that by means of remotely positioned suitable readers this information can be read wirelessly. Modulare kombinierte RADAR-Retroreflektoren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleichartig oder ähnlich aufgebaute retroreflektierende Funktionseinheiten turmartig aufeinandergestapelt montiert werden, um dadurch den Öffnungswinkel weiter zu vergrößern und um die insgesamt wirksame effektive RADAR-Querschnittsfläche zu vergrößern.Modular combined RADAR retroreflectors according to one of the preceding patent claims, characterized in that retroreflective functional units of the same or similar construction are stacked one on top of the other in a tower-like manner in order to thereby further increase the opening angle and to increase the overall effective RADAR cross-sectional area.
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