DE102021132796A1 - Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug - Google Patents

Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102021132796A1
DE102021132796A1 DE102021132796.2A DE102021132796A DE102021132796A1 DE 102021132796 A1 DE102021132796 A1 DE 102021132796A1 DE 102021132796 A DE102021132796 A DE 102021132796A DE 102021132796 A1 DE102021132796 A1 DE 102021132796A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radar device
vehicle
vehicle component
recess
antenna element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021132796.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Leen Sit
Kevin Krupinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority to DE102021132796.2A priority Critical patent/DE102021132796A1/de
Publication of DE102021132796A1 publication Critical patent/DE102021132796A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3283Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle side-mounted antennas, e.g. bumper-mounted, door-mounted
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327Sensor installation details
    • G01S2013/93275Sensor installation details in the bumper area

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einer Radarvorrichtungsanordnung (5) für ein Fahrzeug (1), dem Fahrzeug (1) und einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Radarvorrichtungsanordnung (5) für das Fahrzeug (1). Die Radarvorrichtungsanordnung (5) weist eine Fahrzeugkomponente (2) des Fahrzeugs (1) und eine Radarvorrichtung (6) mit wenigstens einem Antennenelement (10) auf. Die Fahrzeugkomponente (2) weist eine Aussparung (8) auf, die von wenigstens einer Wand umschlossen ist, die innerhalb der Fahrzeugkomponente (2) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Antennenelement (10) eine Planarantenne ist, die in der Aussparung (8) in Kontakt mit der Wand angeordnet ist. Die Aussparung (8) ist entweder vollständig von der Fahrzeugkomponente (2) umhüllt oder nur in die Aussparung (8) eingebettet. Die Fahrzeugkomponente (2) ist dazu ausgelegt, elektromagnetische Wellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement (10) ausgesendet und/oder empfangen werden, durch die Fahrzeugkomponente (2) durchzulassen.

Description

  • Die Erfindung befasst sich mit einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug. Die Radarvorrichtungsanordnung weist eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs und eine Radarvorrichtung auf. Die Radarvorrichtung weist wenigstens ein Antennenelement auf. Die Erfindung befasst sich ferner mit einem Fahrzeug mit einer solchen Radarvorrichtungsanordnung und einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug.
  • Ein Fahrzeug kann eine Radarvorrichtung als Detektionssystem aufweisen, um einen Abstand, einen Winkel oder eine Geschwindigkeit eines Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs in Bezug auf die Radarvorrichtung zu bestimmen. Die Radarvorrichtung beinhaltet typischerweise einen Sender, der elektromagnetische Wellen im Funk- oder Mikrowellenbereich erzeugt, wenigstens eine Sendeantenne, wenigstens eine Empfangsantenne, einen Empfänger und einen Prozessor. Funkwellen, die durch die Radarvorrichtung gesendet werden, werden durch das Objekt in einem Umfeld des Fahrzeugs reflektiert. Das Rücksignal, das heißt die reflektierten Funkwellen, wird durch die Radarvorrichtung empfangen und gibt Informationen über den Ort und die Geschwindigkeit des Objekts. Das Wort „Radar“ ist eine Abkürzung und steht für Funkdetektion und Entfernungsmessung.
  • Daten über das Objekt im Umfeld des Fahrzeugs, die durch die Radarvorrichtung bereitgestellt werden, können durch ein Fahrerassistenzsystem, wie zum Beispiel einen Fahrspurassistenten, verwendet werden. Um zuverlässige Radardaten für das Fahrerassistenzsystem bereitzustellen, sollten jedoch die Antennen der Radarvorrichtung innerhalb des Fahrzeugs genau angeordnet sein, so dass Verluste in einem Strahlungsmuster der Antennen vermieden werden können.
  • DE 10 2019 200 127 A1 offenbart ein Fahrgestellelement für ein Fahrzeug mit einem Sensormodul, das dazu eingerichtet ist, Hochfrequenzsignale zu erzeugen und zu empfangen. Das Fahrgestellelement weist auch mehrere Wellenleiterantennen auf, die mit dem Sensormodul gekoppelt sind. Die mehreren Wellenleiterantennen können individuell in dieses Fahrgestellelement des Fahrzeugs integriert sein.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, um Verluste in einem Strahlungsmuster von Antennen einer Radarvorrichtung für ein Fahrzeug zu verringern.
  • Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Der erste Aspekt der Erfindung befasst sich mit einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug.
  • Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, dass eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug typischerweise ein Gehäuse aufweist, in dem wenigstens eine Empfangsantenne und wenigstens eine Sendeantenne angeordnet sind. Das Gehäuse weist ein Abdeckelement auf, das dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen, die durch wenigstens eine Antenne ausgesendet und/oder empfangen werden, durch das Abdeckelement durchzulassen. Das Abdeckelement ist daher vermutlich für die elektromagnetischen Wellen, die durch die Radarvorrichtung gesendet und/oder empfangen werden, unsichtbar. Das Abdeckelement ist typischerweise vor den Antennen angeordnet und es kann als Radarkuppel oder Radom bezeichnet werden. Andere Teile des Gehäuses können beispielsweise aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein, um Metallkühlrippen für eine hintere Abdeckung des Gehäuses bereitzustellen. Die hintere Abdeckung ist vorzugsweise gegenüber des Abdeckelements angeordnet. Die anderen Teile können dazu ausgelegt sein, elektromagnetische Wellen, die durch die wenigstens eine Antenne ausgesendet und/oder empfangen werden, abzuschirmen oder nur teilweise durchzulassen. Daher kann sich ein Material des Abdeckelements von einem Material der anderen Teile des Gehäuses unterscheiden.
  • Eine Seite des Abdeckelements, die von der wenigstens einen Antenne abgewandt ist, ist typischerweise einer Fahrzeugkomponente, beispielsweise einem Stoßfänger und/oder einer Verkleidung des Fahrzeugs, zugewandt, wenn die Radarvorrichtung im Fahrzeug angeordnet ist. Sowohl das Abdeckelement als auch die Fahrzeugkomponente trennen die wenigstens eine Antenne der Radarvorrichtung räumlich von einem Umfeld des Fahrzeugs, das durch die Radarvorrichtung überwacht werden soll. Da die Radarvorrichtung typischerweise hinter der Fahrzeugkomponente angeordnet ist, ist eine Form des Abdeckelements typischerweise an eine Form einer Oberfläche der Fahrzeugkomponente, die dem Abdeckelement zugewandt ist, angepasst. Die Oberfläche der Fahrzeugkomponente ist typischerweise gekrümmt, so dass das Abdeckelement in der Form konvex sein kann. Alternativ ist das Abdeckelement in der Form flach.
  • Ungeachtet der Form des Abdeckelements besteht immer wenigstens ein kleiner Spalt zwischen dem Abdeckelement und wenigstens einer Antenne der Radarvorrichtung. Gewöhnlich besteht auch wenigstens ein kleiner Spalt zwischen dem Abdeckelement und der Fahrzeugkomponente. Aufgrund der Spalte tritt gewöhnlich eine interne Reflexion der elektromagnetischen Wellen auf, die zu Verlusten im Strahlungsmuster der wenigstens einen Antenne führt. Ferner besteht typischerweise eine Diskontinuität im Strahlungsmuster an Kanten des Abdeckelements, an denen das Abdeckelement an die anderen Teile des Gehäuses angrenzt. Zusammengefasst führen die Spalte sowie die Diskontinuität zu einer Verschlechterung des Strahlungsmusters, was bedeutet, dass eine Intensität des Strahlungsmusters, das heißt eine Intensität der gesendeten und/oder empfangenen elektromagnetischen Wellen, im Vergleich zu einem beabsichtigten Strahlungsmuster verringert wird. Daneben können Signalamplituden und -phasen an den Kanten verzerrt werden. Um Verluste im Strahlungsmuster von Antennen einer Radarvorrichtung zu verringern, sollten die Spalte zwischen den Antennen und dem Abdeckelement beseitigt werden.
  • Die erfindungsgemäße Radarvorrichtungsanordnung weist eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs auf. Die Fahrzeugkomponente kann eine Blende des Fahrzeugs sein. Die Blende ist typischerweise ein weicher Bereich einer Front oder eines Hecks eines Fahrzeugs. Die Blende weist Komponenten auf, die an einem vorderen Ende, einem hinteren Ende, einer Seite, einer Unterseite und/oder einer Oberseite und daher in einem Frontbereich, Heckbereich, Seitenbereich, Unterseiten- und/oder Oberseitenbereich des Fahrzeugs angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs vorzugsweise eine äußere Komponente des Fahrzeugs, insbesondere ein Stoßfänger, eine Verkleidung und/oder ein Beleuchtungskörper, wie zum Beispiel ein Scheinwerfer oder eine Heckleuchte, ein Seitenspiegel und/oder eine Säule des Fahrzeugs, ist. Die Fahrzeugkomponente kann eine dekorative Komponente sein, die zwischen der Radarvorrichtung und der Außenseite des Fahrzeugs positioniert ist. Die Fahrzeugkomponente kann aus Kunststoff und/oder Glas bestehen.
  • Die Radarvorrichtungsanordnung weist ferner eine Radarvorrichtung auf. Die Radarvorrichtung weist wenigstens ein Antennenelement auf. Ein Antennenelement im Sinne der Erfindung kann eine Antenne sein. Die Radarvorrichtung weist beispielsweise vier Sendeantennen und vier Empfangsantennen auf. Die Radarvorrichtung weist daher vorzugsweise mehrere Antennenelemente auf. Das wenigstens eine Antennenelement ist eine Planarantenne. Vorzugsweise sind alle Antennenelemente der Radarvorrichtung planar und daher zweidimensionale Antennen. Das wenigstens eine Antennenelement ist keine dreidimensionale Antenne und folglich beispielsweise keine Wellenleiterantenne.
  • Die Fahrzeugkomponente weist eine Aussparung auf, die von wenigstens einer Wand umschlossen ist, die innerhalb der Fahrzeugkomponente angeordnet ist. Die Wand ist eine Innenwand der äußeren Vorrichtung, die die Aussparung von einem Umfeld der Fahrzeugkomponente trennt. Vorzugsweise ist das Umfeld ein Umfeld des Fahrzeugs, wenn die Radarvorrichtungsanordnung im Fahrzeug montiert ist. Das wenigstens eine Antennenelement ist in einem Loch oder Hohlraum innerhalb der Fahrzeugkomponente positioniert. Das Loch oder der Hohlraum ist groß genug, um wenigstens das wenigstens eine Antennenelement vollständig zu umschließen. Vorzugsweise sind das wenigstens eine Antennenelement und/oder alle Antennenelemente der Radarvorrichtung vollständig in die Fahrzeugkomponente integriert, was bedeutet, dass beispielsweise kein Teil des wenigstens einen Antennenelements von der Fahrzeugkomponente vorsteht.
  • Das wenigstens eine Antennenelement ist eine Planarantenne, die in der Aussparung in Kontakt mit der Wand angeordnet ist. Eine Breite und Länge einer Oberfläche der Wand der Aussparung sind groß genug, so dass eine planare Oberfläche der Planarantenne als wenigstens ein Antennenelement parallel zur Oberfläche der Wand angeordnet sein kann. Vorzugsweise können alle mehreren Antennenelemente mit ihren planaren Oberflächen an der Oberfläche der Wand positioniert sein. Vorzugsweise ist die Oberfläche der Wand planar und daher flach. Vorzugsweise steht das wenigstens eine Antennenelement mit der Wand in direktem Kontakt. Das wenigstens eine Antennenelement ist vorzugsweise von der Wand zerstörungsfrei lösbar. Dies bedeutet, dass das wenigstens eine Antennenelement an die Wand geklebt oder mechanisch an dieser fixiert sein kann. Alternativ ist das wenigstens eine Antennenelement dauerhaft an der Wand befestigt. Dies bedeutet, dass das wenigstens eine Antennenelement nur zerstörerisch von der Wand lösbar ist. In diesem Fall ist es beispielsweise durch dreidimensionales Drucken, vorzugsweise durch einen dreidimensionalen Drucker, auf die Wand gedruckt.
  • Da das wenigstens eine Antennenelement in Kontakt mit der Wand angeordnet ist, treten Funkwellen oder Mikrowellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement gesendet und/oder empfangen werden, nur durch die Fahrzeugkomponente hindurch. Die elektromagnetischen Wellen treten nur durch eine Grenzfläche hindurch, die die Grenzfläche zwischen der Oberfläche des wenigstens einen Antennenelements und der Wand ist. Daher besteht kein Spalt mehr innerhalb der Radarvorrichtung. Der Spalt zwischen dem wenigstens einen Antennenelement und dem typischen Abdeckelement der Radarvorrichtung und der Spalt zwischen dem Abdeckelement und der Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs sind beide beseitigt. Daher verringert die Radarvorrichtungsanordnung die Verluste im Strahlungsmuster der wenigstens einen Antenne aufgrund der beseitigten Spalte signifikant.
  • Die Radarvorrichtung ist vorzugsweise von einem Fahrzeug enthalten. Das Fahrzeug kann mehrere Radarvorrichtungen aufweisen. Die mehreren Radarvorrichtungen können verschiedenen Teilen eines Umfeldes des Fahrzeugs, insbesondere einem Teil des Umfeldes benachbart zu wenigstens einem Teil eines Front-, Heck-, Seiten-, Oberseiten- und/oder Unterseitenbereichs des Fahrzeugs, zugewandt sein. Mehrere Radarvorrichtungen können beispielsweise demselben Teil des Umfeldes zugewandt sein.
  • Eine Ausführungsform beinhaltet, dass wenigstens die Wand der Aussparung in der Fahrzeugkomponente dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement ausgesendet und/oder empfangen werden, durch die Fahrzeugkomponente durchzulassen. Mit anderen Worten, wenigstens ein Teil der Fahrzeugkomponente ist dazu ausgelegt, den Durchlass der elektromagnetischen Wellen, die für den Betrieb der Radarvorrichtung relevant sind, zu ermöglichen. Die elektromagnetischen Wellen sind vorzugsweise Wellen im Funk- oder Mikrowellenbereich, die durch das wenigstens eine Antennenelement gesendet oder durch das wenigstens eine Antennenelement empfangen werden. Wenigstens die Wand der Aussparung in der Fahrzeugkomponente ist daher dazu ausgelegt, das Abdeckelement einer typischen Radarvorrichtung, daher die Radarkuppel oder das Radom, zu ersetzen. Die Fahrzeugkomponente besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Die Radarvorrichtungsanordnung ist daher besonders platzsparend, da das typische Gehäuse mit der Radarkuppel nicht erforderlich ist. Keine Verluste im Strahlungsmuster werden jedoch durch die Fahrzeugkomponente aufgrund ihrer Durchlasseigenschaften verursacht. Es ist jedoch möglich, dass die ganze Fahrzeugkomponente dazu ausgelegt ist, die Radarkuppel zu ersetzen.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung beinhaltet, dass die Aussparung vollständig durch die Fahrzeugkomponente umhüllt ist. Daher weist die Fahrzeugkomponente eine Aussparung ohne Öffnung auf. Alternativ kann die Aussparung ein Loch aufweisen, das ein Inneres der Aussparung mit dem Umfeld der Fahrzeugkomponente verbindet. Vorzugsweise weist die Aussparung wenigstens die Wand in Kontakt mit dem wenigstens einen Antennenelement, das heißt die Innenwand, und vier Seitenwände, die an die Wand angrenzen, auf. Die Aussparung ist daher vorzugsweise quaderförmig. Alternativ oder zusätzlich sind die Wände der Aussparung wenigstens teilweise gekrümmt. Wenn mehrere Antennenelemente vorhanden sind, sind sie vorzugsweise alle an der Innenwand positioniert. Es bestehen keine vorstehenden Teile des wenigstens einen Antennenelements, die von der Aussparung in das Umfeld der Fahrzeugkomponente vorstehen. Vorzugsweise ist die ganze Radarvorrichtung innerhalb der Aussparung ohne irgendwelche vorstehenden Teile positioniert. Dies bedeutet, dass sie vollständig von Wänden der Aussparung umgeben ist. In diesem Fall ist die Radarvorrichtung, insbesondere das wenigstens eine Antennenelement, vor Staub und Wasser geschützt, da sie vollständig durch die Fahrzeugkomponente umhüllt ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Aussparung eine Öffnung auf, die gegenüber der Wand angeordnet ist. Mit anderen Worten, die Radarvorrichtung und insbesondere das wenigstens eine Antennenelement ist wenigstens teilweise in die Aussparung der Fahrzeugkomponente eingebettet. Daher ist es möglich, dass beispielsweise ein Teil einer Radarvorrichtung und insbesondere ein Teil des wenigstens einen Antennenelements von der Aussparung vorsteht. Dieser Teil ist von einem Umfeld der Fahrzeugkomponente durch die Öffnung hindurch zugänglich. Die Öffnung ist ein Loch im äußeren Element. Insbesondere im Fall einer Fahrzeugkomponente mit einer relativ kleinen Dicke in der Tiefenrichtung der Fahrzeugkomponente ist es möglich, das wenigstens eine Antennenelement in die relativ dünne Fahrzeugkomponente zu integrieren, da es möglich ist, es nur teilweise in diese einzubetten. Daher ist die Radarvorrichtungsanordnung besonders vielseitig.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Aussparung eine gedruckte Leiterplatte (PCB) auf. Das wenigstens eine Antennenelement ist eine Streifenleiterantenne und/oder eine Antenne auf einem Chip, die elektronisch mit der PCB verbunden ist. Das wenigstens eine Antennenelement ist an der PCB angeordnet. Die Streifenleiterantenne ist vorzugsweise eine Patch-Antenne. Die Patch-Antenne weist typischerweise ein Streifenleiter-Patch sowie eine Streifenleiterzuleitung mit einem Anschluss auf, um die Patch-Antenne beispielsweise mit einem Schaltkreis der PCB zu verbinden. Die Streifenleiterantenne kann aus mehreren Patches in einer zweidimensionale Matrix bestehen. Eine Streifenleiterantenne ist eine Planarantenne, die relativ leicht und schnell herzustellen ist, was sie zu einer geeigneten Wahl für das wenigstens eine Antennenelement der Radarvorrichtung macht. Die Antenne auf einem Chip ist eine Antenne, die auf einem Chip angeordnet ist, der an der PCB angeordnet ist. Daher bestehen verschiedene Möglichkeiten, wie die Planarantenne als wenigstens ein Antennenelement zu gestalten ist. Aufgrund einer Planarantenne als wenigstens ein Antennenelement kann die Antennenkomponente der Radarvorrichtung relativ kompakt in der Größe sein, so dass eine kleine Aussparung in der Fahrzeugkomponente ausreicht, um die Radarvorrichtung in die Fahrzeugkomponente vollständig einzuschließen oder einzubetten.
  • Daneben beinhaltet eine Ausführungsform, dass die Radarvorrichtung ein Verbindungselement aufweist. Die Radarvorrichtung weist auch eine elektronische Komponente auf. Die elektronische Komponente ist von der Fahrzeugkomponente beabstandet angeordnet. Das wenigstens eine Antennenelement ist mit der elektronischen Komponente über das Verbindungselement verbunden. Das Verbindungselement kann eine Schnittstelle des wenigstens einen Antennenelements zu einem Kabel sein, das die Schnittstelle mit dem wenigstens einen Antennenelement und/oder der PCB verbindet. Die elektronische Komponente kann eine Steuereinheit der Radarvorrichtung, beispielsweise eine elektronische Steuereinheit (ECU), beinhalten. Die Steuereinheit beinhaltet vorzugsweise wenigstens einen Mikroprozessor und/oder Mikrocontroller. Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, Daten, die gesendete und/oder empfangene elektromagnetische Wellen darstellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement bereitgestellt werden, auszuwerten und zu analysieren. Die elektronische Komponente kann ferner wenigstens ein Hochfrequenz-(HF) Frontend sowie wenigstens eine weitere elektronische Komponente aufweisen, die erforderlich sind, um die vollständige Funktionalität der Radarvorrichtung bereitzustellen. Daher ist eine räumlich verteilte Anordnung der Radarvorrichtung möglich, beispielsweise im Fall eines relativ großen Antennenelements, so dass die wenigstens eine elektronische Komponente räumlich von der Aussparung getrennt sein kann, um die Vergrößerung einer Größe der Aussparung zu vermeiden.
  • Eine weitere Ausführungsform beinhaltet, dass das Verbindungselement eine Hochgeschwindigkeitsverbindung für die Datenübertragung zur Steuereinheit bereitstellt. Aufgrund der Hochgeschwindigkeitsverbindung ist beispielsweise eine Datenverarbeitung durch die Steuereinheit durchführbar. Die übertragenen Daten sind Daten, die durch das wenigstens eine Antennenelement gesammelt werden. Vorzugsweise weist das Verbindungselement ein Kabel auf, das die Steuereinheit mit der PCB verbindet. Die Hochgeschwindigkeitsverbindung ist somit vorzugsweise eine verdrahtete Verbindung.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Hochgeschwindigkeitsverbindung, die durch das Verbindungselement bereitgestellt wird, wenigstens teilweise eine drahtlose Verbindung sein. Die drahtlose Verbindung kann ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN), eine Bluetooth-Verbindung und/oder ein Mobildatennetzwerk sein. Das Mobildatennetzwerk basiert vorzugsweise auf einem Technologiestandard für zellulare Breitbandnetzwerke, wie zum Beispiel Long-Term-Evolution (LTE), Long-Term-Evolution-Advanced (LTE-A), fünfte Generation (5G) oder sechste Generation (6G). Daher wird ein schneller Datentransport zwischen der PCB mit dem wenigstens einen Antennenelement und der Steuereinheit garantiert, so dass die Datenverarbeitung unverzüglich ausgeführt werden kann.
  • Eine Ausführungsform beinhaltet, dass ein Loch die Aussparung mit einem Umfeld der Fahrzeugkomponente verbindet. Wenigstens ein Teil des Verbindungselements ist im Loch angeordnet. Das Loch ist ein Verbindungsdurchgang zwischen dem Umfeld, in dem die elektronische Komponente angeordnet sein kann, und dem Teil der Radarvorrichtung, der vollständig von der Fahrzeugkomponente umhüllt ist. Dieser Teil beinhaltet wenigstens das wenigstens eine Antennenelement und vorzugsweise die PCB. Das Verbindungselement ist beispielsweise eine Steckverbindung, die beispielsweise ein Kabel, das das Verbindungselement mit der elektronischen Komponente verbindet, mit der PCB und/oder dem wenigstens einen Antennenelement in der Aussparung verbindet. Daher ist es möglich, eine Verbindung auf Kabelbasis zwischen dem wenigstens einen Antennenelement und der elektronischen Komponente, vorzugsweise allen elektronischen Komponenten der Radarvorrichtung, bereitzustellen. Daher ist ein Hochgeschwindigkeitsdatentransport im Prinzip möglich.
  • Eine andere Ausführungsform beinhaltet, dass die Radarvorrichtungsanordnung eine Wärmeableitungsvorrichtung aufweist. Die Wärmeableitungsvorrichtung ist wenigstens indirekt benachbart zu dem wenigstens einen Antennenelement angeordnet. Die Wärmeableitungsvorrichtung kann in einem weiteren Loch oder in dem Loch, das die Aussparung mit dem Umfeld verbindet, angeordnet sein. Die Wärmeableitungsvorrichtung ist vorzugsweise zwischen einem Inneren der Aussparung und dem Umfeld der Fahrzeugkomponente angeordnet. Es ist möglich, dass die PCB zwischen der Wärmeableitungsvorrichtung und dem wenigstens einen Antennenelement positioniert ist. Die Wärmeableitungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, einen Luftaustausch zwischen der Aussparung innerhalb der Fahrzeugkomponente und einem Umfeld der Fahrzeugkomponente bereitzustellen. Mit anderen Worten, die Wärmeableitungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, eine Zirkulation von Luft zwischen einem inneren Umfeld des wenigstens einen Antennenelements, das heißt dem Inneren der Aussparung, und einem äußeren Umfeld der Fahrzeugkomponente, das das Umfeld ist, das die Fahrzeugkomponente umgibt, zu ermöglichen. Ein Luftaustausch im Sinne der Erfindung bedeutet einen Wärmeaustausch und/oder eine Wärmeableitung. Die Wärmeableitungsvorrichtung ist mit anderen Worten eine Kühlvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine Luftkühlung für das wenigstens eine Antennenelement und insbesondere den Chip, an dem das Antennenelement im Fall einer Antenne auf einem Chip als wenigstens ein Antennenelement positioniert sein kann, bereitzustellen. Insbesondere können die elektronischen Komponenten der Radarvorrichtung, die in der Aussparung angeordnet sind, eine Aufheizung erfahren, was bedeutet, dass sie Wärme in der Aussparung erzeugen können. Daher ist es nützlich, die Wärmeableitungsvorrichtung für die Radarvorrichtungsanordnung bereitzustellen.
  • In einer anderen Ausführungsform weist die Wärmeableitungsvorrichtung wenigstens eine Wärmeableitungslüftungsöffnung auf. Vorzugsweise weist sie mehrere Wärmeableitungslüftungsöffnungen auf. Die Wärmeableitungslüftungsöffnung ist beispielsweise eine Klappe einer Belüftungsöffnung oder eine Luftöffnung. Vorzugsweise ist die Wärmeableitungsvorrichtung auf einer gleichen Seite der Fahrzeugkomponente wie das Verbindungselement positioniert. Vorzugsweise sind das Verbindungselement und die Wärmeableitungsvorrichtung nebeneinander, vorzugsweise direkt zueinander benachbart, angeordnet. Der Vorteil dessen besteht darin, dass alle vorstehenden Komponenten der Radarvorrichtungsanordnung, die von der Fahrzeugkomponente vorstehen und daher das Umfeld der Fahrzeugkomponente beeinflussen, sich auf derselben Seite der Fahrzeugkomponente befinden. Vorzugsweise ist diese Seite dem Inneren des Fahrzeugs und nicht dem Umfeld des Fahrzeugs zugewandt, wenn sie im Fahrzeug, insbesondere in der Frontbereichs- oder Heckbereichskomponente des Fahrzeugs, montiert ist.
  • Ferner beinhaltet eine Ausführungsform, dass die Wärmeableitungsvorrichtung zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position beweglich ist. Nur in der offenen Position ist die wenigstens eine Wärmeableitungslüftungsöffnung offen und stellt den Luftaustausch bereit. Um automatisch zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position zu wechseln, kann eine Wärmeableitungsvorrichtungssteuereinheit von der Radarvorrichtungsanordnung enthalten sein. Die Ableitungsvorrichtungssteuereinheit kann in der Aussparung positioniert sein. Sie ist beispielsweise in die elektronischen Komponenten der Radarvorrichtung integriert, so dass sie an der PCB in der Aussparung angeordnet sein kann, und/oder in der Nähe der separaten Steuereinheit und/oder von anderen elektronischen Komponenten von der Aussparung räumlich getrennt. In der geschlossenen Position ist kein Luftaustausch zwischen der Aussparung und dem Umfeld der Fahrzeugkomponente möglich. Sobald sich die wenigstens eine Wärmeableitungslüftungsöffnung in der offenen Position befindet, können jedoch alle Komponenten in der Aussparung durch Luftkühlung gekühlt werden.
  • In der geschlossenen Position ist es möglich, einen Schutz gegen Wasser und Staub bereitzustellen, da vorzugsweise in der geschlossenen Position kein Luftaustausch und vorzugsweise kein Fluidaustausch zwischen der Aussparung und dem Umfeld möglich ist. Vorzugsweise besteht daher kein Austausch von Wasser in der geschlossenen Position. Die geschlossene Position kann dann auch gegen Eindringen von Staub schützen, da sie den Luftaustausch verhindert. Eintretender Staub und eintretendes Wasser können die Komponenten der Radarvorrichtung beschädigen und sollen daher verhindert werden. Die Wärmeableitungsvorrichtung stellt folglich nicht nur die Wärmeableitungsfunktion bereit, sondern stellt auch einen Schutz gegen äußere Effekte wie zum Beispiel eintretendes Wasser und eintretenden Staub bereit.
  • Ein anderer Aspekt der Erfindung befasst sich mit einem Fahrzeug. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Personenkraftwagen, ein Lastwagen, ein Bus, ein Motorrad und/oder ein Moped, sein. Das Fahrzeug weist eine Radarvorrichtungsanordnung, wie vorstehend beschrieben, auf. Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radarvorrichtungsanordnung sowie eine Kombination von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Radarvorrichtungsanordnung sind ebenso Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
  • Ein weiterer Aspekt befasst sich mit einem Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug. Die Radarvorrichtungsanordnung weist eine Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs und eine Radarvorrichtung auf. Die Radarvorrichtung weist wenigstens ein Antennenelement auf. Das Verfahren beinhaltet die folgenden Schritte: Herstellen der Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs durch Formen, insbesondere Spritzgießen, wobei die Fahrzeugkomponente eine Aussparung aufweist, die von wenigstens einer Wand umschlossen ist. Die Aussparung wird durch den Formprozess erzeugt. Während des Formprozesses beinhaltet das Verfahren das Anordnen des wenigstens einen Antennenelements in der Aussparung der Fahrzeugkomponente. Das wenigstens eine Antennenelement ist eine Planarantenne. Das wenigstens eine Antennenelement steht mit der Wand in Kontakt. Der Prozess der Herstellung der Fahrzeugkomponente beinhaltet daher die Einrichtung und Anordnung der Radarvorrichtung für das Fahrzeug. Daher ist keine weitere Öffnung erforderlich, um später zu der Aussparung der Fahrzeugkomponente zu gelangen, in der sich das wenigstens eine Antennenelement befindet. Die Aussparung kann daher am Ende der Herstellung von einem Material der Fahrzeugkomponente vollständig umgeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Wand der Aussparung aus dem Material bestehen, das dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement ausgesendet und/oder empfangen werden, durchzulassen. Die Wand der Aussparung ist die Komponente der Radarvorrichtungsanordnung, die zwischen dem Inneren der Aussparung und der Außenseite der Fahrzeugkomponente positioniert ist, wobei das wenigstens eine Antennenelement in Kontakt mit der Wand angeordnet ist. Die Fahrzeugkomponente kann daher ein Fenster aufweisen, in dem die Wand angeordnet ist. Die Wand wird vorzugsweise während des Formprozesses in die Fahrzeugkomponente eingesetzt. Daher ist es nicht erforderlich, dass die ganze Fahrzeugkomponente dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement ausgesendet und/oder empfangen werden, durchzulassen. Das wenigstens eine Antennenelement funktioniert jedoch immer noch aufgrund des Verbindungselements. Die Anordnung des wenigstens einen Antennenelements in der Aussparung während des Formprozesses beinhaltet, dass alle erforderlichen elektronischen Komponenten, wie zum Beispiel die PCB, und/oder elektronische Verbindungen, beispielsweise mit dem Verbindungselement, ebenso bereitgestellt werden. Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radarvorrichtungsanordnung sowie eine Kombination der Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Radarvorrichtungsanordnung sind gegebenenfalls ebenso Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Dabei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Frontbereichs eines Fahrzeugs mit mehreren Radarvorrichtungen;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Radarvorrichtungsanordnung aus einer ersten Perspektive;
    • 3 eine schematische Darstellung einer Radarvorrichtungsanordnung aus einer zweiten Perspektive;
    • 4 einen schematischen Querschnitt einer Radarvorrichtungsanordnung mit einer Wärmeableitungsvorrichtung; und
    • 5 einen schematischen Querschnitt einer Radarvorrichtungsanordnung mit einer Wand einer Aussparung, die in eine Fahrzeugkomponente eingesetzt ist.
  • 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer Fahrzeugkomponente 2, die hier eine Frontbereichskomponente des Fahrzeugs 1 ist. Die Fahrzeugkomponente 2 ist beispielsweise ein Stoßfänger und/oder ein Scheinwerfer 4 des Fahrzeugs 1. Die Fahrzeugkomponente 2 ist vorzugsweise eine Blende des Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 weist mehrere mögliche Radarvorrichtungsanordnungen 5 auf. Jede Radarvorrichtungsanordnung 5 weist eine Radarvorrichtung 6 sowie die Fahrzeugkomponente 2 des Fahrzeugs 1 auf. In x-Richtung innerhalb des Stoßfängers 3 und einer Frontabdeckung der Scheinwerfer 4 sind vier Radarvorrichtungen 6 positioniert. Die Radarvorrichtungen 6 sind daher nicht sichtbar, wenn auf eine Außenseite des Fahrzeugs 1 geblickt wird, wie in 1 gezeigt, da sie in den Stoßfänger 3 und/oder die Frontabdeckung des Scheinwerfers 4 integriert sind. Es ist möglich, dass nur ein Paar von Radarvorrichtungen 6 von dem Fahrzeug 1 enthalten ist, so dass beispielsweise die zwei Radarvorrichtungen 6 in dem Stoßfänger 3 oder die zwei Radarvorrichtungen 6 in den Frontabdeckungen der zwei Scheinwerfer 4 ausreichen, um eine Radarüberwachung eines Umfeldes des Frontbereichs des Fahrzeugs 1 bereitzustellen. Vorzugsweise weist das Fahrzeug 1 zusätzlich oder alternativ Radarvorrichtungen 6 in einer Heck-, Seiten- und/oder Oberseitenbereichskomponente des Fahrzeugs 1 auf. Vorzugsweise sind die Radarvorrichtungen 6, die in der Frontabdeckung der Scheinwerfer 4 positioniert sind, außerhalb eines Pfades von Licht der Lichtquelle des Scheinwerfers 4 positioniert. Alternativ oder zusätzlich kann die Radarvorrichtung 6 in Verkleidungen des Fahrzeugs 1 integriert sein. Typischerweise sind die Radarvorrichtungen 6 an einem äußeren Teil in y-Richtung der Fahrzeugkomponente 2 angeordnet, so dass sie sich typischerweise in einem gekrümmten Bereich der Fahrzeugkomponente 2 befinden. Die Radarvorrichtung 6 kann in irgendeiner anderen Position in der Frontbereichskomponente als Fahrzeugkomponente 2 des Fahrzeugs 1 positioniert sein. Die skizzierten Positionen sind nur Beispiele.
  • Das Fahrzeug 1 weist auch einen Innenraum 7, das heißt eine Fahrgastzelle des Fahrzeugs 1, auf. Innerhalb des Innenraums 7 kann die Radarvorrichtung 6 alternativ oder zusätzlich angeordnet sein (nicht skizziert). Alternativ oder zusätzlich kann die Radarvorrichtung 6 in eine Heckbereichskomponente des Fahrzeugs 1, beispielsweise einen hinteren Stoßfänger 3 und/oder ein Rücklicht, integriert sein. Im Allgemeinen ist die Radarvorrichtung 6 in die Fahrzeugkomponente 2 des Fahrzeugs 1 integriert, wobei die Fahrzeugkomponente 2 vorzugsweise eine äußere Komponente des Fahrzeugs 1, wie zum Beispiel die Frontbereichskomponente und/oder die Heckbereichskomponente, ist.
  • 2 zeigt den Stoßfänger 3 vom Umfeld des Fahrzeugs 1 aus betrachtet. Ein Bereich in der x-Richtung vor dem skizzierten Stoßfänger 3 ist daher vorzugsweise das Umfeld, das sowohl das Umfeld des Fahrzeugs 1 als auch das Umfeld der Radarvorrichtung 6 ist. Die Fahrzeugkomponente 2, die hier beispielhaft der Stoßfänger 3 ist, weist eine Aussparung 8 auf. Die Aussparung 8 ist in die Fahrzeugkomponente 2 integriert. Die Radarvorrichtung 6 ist wenigstens teilweise in der Aussparung 8 positioniert. Die Aussparung 8 ist in dieser Perspektive der Radarvorrichtungsanordnung 5 nicht sichtbar.
  • 3 zeigt eine gegenüberliegende Seite des Stoßfängers 3. Die gegenüberliegende Seite des Stoßfängers 3, die in 3 gezeigt ist, ist daher eine Seite der Fahrzeugkomponente 2, die zu der in 2 gezeigten Seite gegenüberliegend ist. Es ist möglich, dass die Aussparung 8 eine Öffnung auf der gegenüberliegenden Seite aufweist. Daher ist die Aussparung 8 in dieser Perspektive der Radarvorrichtungsanordnung 5 sichtbar. Dies bedeutet, dass wenigstens ein Teil der Radarvorrichtung 6 nur in die Aussparung 8 der Fahrzeugkomponente 2 eingebettet ist. Die Radarvorrichtung 6 kann ein Verbindungselement 9 aufweisen, das eine Kabelverbindung von einer externen Vorrichtung, vorzugsweise einer elektronischen Vorrichtung, mit dem Teil der Radarvorrichtung 6, der in der Aussparung 8 positioniert ist, bereitstellen kann. Alternativ ist es möglich, dass die Aussparung 8 vollständig von der Fahrzeugkomponente 2 umhüllt ist, so dass nur das Verbindungselement 9 von der Fahrzeugkomponente 2 vorsteht.
  • 4 zeigt eine solche vollständig umhüllte Aussparung 8. Die Aussparung 8 ist hier innerhalb der Fahrzeugkomponente 2 positioniert. Die Radarvorrichtung 6 der Radarvorrichtungsanordnung 5 weist wenigstens ein Antennenelement 10 auf. Das wenigstens eine Antennenelement 10 ist von wenigstens einer Wand 19 (siehe Bezugszeichen 19 in 5) umschlossen, die innerhalb der Fahrzeugkomponente 2 angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Antennenelement 10 eine Planarantenne ist, die in der Aussparung 8 in Kontakt mit der Wand 19 angeordnet ist. Die Wand 19, an der das wenigstens eine Antennenelement 10 angeordnet ist, ist eine Wand 19 zwischen der Aussparung 8 und dem Umfeld des Fahrzeugs 1. Die Fahrzeugkomponente 2 besteht aus einem Material, das dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement 10 ausgesendet und/oder empfangen werden, durch die Fahrzeugkomponente 2 durchzulassen. Mit anderen Worten, die Fahrzeugkomponente 2 kann als Radarkuppel oder Radom funktionieren, das den Durchtritt von Funkwellen oder Mikrowellen von oder zu dem wenigstens einen Antennenelement 10 ermöglicht.
  • Die Aussparung 8, die beispielhaft in 4 skizziert ist, ist durch die beschriebene Wand 19, mehrere Seitenwände benachbart zur beschriebenen Wand 19, umrandet. Die Aussparung 8 weist auch eine Öffnung 15 auf, die gegenüberliegend zur Wand 19 angeordnet ist.
  • Das wenigstens eine Antennenelement 10 ist mit einer gedruckten Leiterplatte (PCB) 11 elektronisch verbunden. Das wenigstens eine Antennenelement 10 kann eine Streifenleiterantenne, insbesondere eine Patch-Antenne, und/oder eine Antenne auf einem Chip, die mit der PCB 11 verbunden ist, sein. In diesem Beispiel sind drei Antennenelemente 10 skizziert. Die Anzahl von skizzierten Antennenelementen 10 ist nur ein Beispiel. Die Radarvorrichtung 6 kann mehr oder weniger Antennenelemente 10 aufweisen. Vorzugsweise weist die Radarvorrichtung 6 vier Sendeantennen als Antennenelement 10 sowie vier Empfangsantennen als Antennenelemente 10 auf.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Antennenelement 10 direkt auf die Wand 19 der Aussparung 8 durch dreidimensionales Drucken gedruckt werden. Es ist auch möglich, dass die PCB 11 auf das wenigstens eine Antennenelement 10 und/oder Umgebungsbereiche der Wand 19 durch dreidimensionales Drucken mit einem Substratmaterial gedruckt wird. Das gedruckte Antennenelement 10 besteht vorzugsweise aus Metall. Ein solches dreidimensionales Drucken ist besonders relevant oder interessant für Planarantennen wie zum Beispiel wenigstens ein Antennenelement 10.
  • Wenigstens eine elektronische Komponente 12 der Radarvorrichtung 6 kann von der Fahrzeugkomponente 2 beabstandet angeordnet sein. Das wenigstens eine Antennenelement 10 ist mit der wenigstens einen elektronischen Komponente 12 über das Verbindungselement 9 verbunden. Das Verbindungselement 9 stellt vorzugsweise eine Hochgeschwindigkeitsverbindung für die Datenübertragung zwischen dem wenigstens einen Antennenelement 10 und der elektronischen Komponente 12 bereit. Die elektronische Komponente 12 kann alle erforderlichen elektronischen Elemente und/oder elektronischen Vorrichtungen der Radarvorrichtung 6 beinhalten, beispielsweise eine Steuereinheit, insbesondere eine elektronische Steuereinheit (ECU), und/oder ein Hochfrequenz- (HF) Frontend. Alternativ oder zusätzlich können alle elektronischen Komponenten 12 der Radarvorrichtung 6 an der PCB 11 und/oder innerhalb der Aussparung 8 positioniert sein. In diesem Fall sind keine weiteren elektronischen Komponenten 12 außerhalb der Aussparung 8 positioniert, die erforderlich sind, um die vollständige Funktionalität der Radarvorrichtung 6 bereitzustellen.
  • Vorzugsweise verbindet ein Loch 13 die Aussparung 8 mit einem Umfeld der Fahrzeugkomponente 2. Dieses Umfeld wird als inneres Umfeld 16 bezeichnet, da, wenn die Radarvorrichtungsanordnung 5 im Fahrzeug 1 montiert ist, dieses Umfeld sich innerhalb des Fahrzeugs 1 befindet. Das Loch 13 ist dem inneren Umfeld 16 zugewandt und die Wand 19 mit dem wenigstens einen Antennenelement 10 trennt die Aussparung 8 vom Umfeld des Fahrzeugs 1. Das Umfeld des Fahrzeugs 1 ist vom inneren Umfeld 16 durch die Fahrzeugkomponente getrennt. Wenigstens ein Teil des Verbindungselements 9 ist im Loch 13 angeordnet.
  • Die Radarvorrichtungsanordnung 5 weist eine Wärmeableitungsvorrichtung 14 auf, die wenigstens indirekt benachbart zu dem wenigstens einen Antennenelement 10 angeordnet ist. Zwischen dem wenigstens einen Antennenelement 10 und der Wärmeableitungsvorrichtung 14 kann die PCB angeordnet sein. Die Wärmeableitungsvorrichtung 14 ist dazu eingerichtet, einen Luftaustausch zwischen der Aussparung 8 innerhalb der Fahrzeugkomponente 2 und dem Umfeld der Fahrzeugkomponente 2, das in diesem Beispiel das innere Umfeld 16 ist, bereitzustellen. Vorzugsweise ist das innere Umfeld 16 einem inneren Teil des Fahrzeugs 1 zugewandt, so dass die Wärmeableitungsvorrichtung 14 sowie das Verbindungselement 9 auf einer gemeinsamen Seite der Fahrzeugkomponente 2 positioniert sind. Sie sind vorzugsweise nicht an einer Außenseite der Fahrzeugkomponente 2 positioniert, die dem Umfeld des Fahrzeugs 1 zugewandt ist.
  • Die Wärmeableitungsvorrichtung 14 weist mehrere Wärmeableitungslüftungsöffnungen 17 auf. Die Wärmeableitungsvorrichtung 14 ist zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position beweglich. Genauer können die individuellen Wärmeableitungslüftungsöffnungen 17 in Abhängigkeit von der Position der Wärmeableitungsvorrichtung 14 geöffnet und geschlossen werden. Nur in der offenen Position ist die wenigstens eine Wärmeableitungslüftungsöffnung 17 offen und stellt den Luftaustausch bereit. Dies bedeutet, dass die Wärmeableitungslüftungsöffnungen 17 beispielsweise nach unten in z-Richtung bewegt werden, um sie von der offenen Position (wie in 4 skizziert) in die geschlossene Position zu bewegen. In der geschlossenen Position ist die wenigstens eine Wärmeableitungslüftungsöffnung 17 dazu ausgelegt, die Öffnung 15 und/oder das Loch 13 zwischen der Aussparung 8 und dem inneren Umfeld 16 vollständig zu schließen. In der geschlossenen Position ist das wenigstens eine Antennenelement 10 gegen eintretende Fluide wie zum Beispiel Wasser sowie eine Eindringung von Staub in die Aussparung 8 geschützt. Eine Wärmeableitungsvorrichtungssteuereinheit 18, um die Wärmeableitungsvorrichtung 14 zu betätigen, kann von der elektronischen Komponente 12 enthalten sein, um die Wärmeableitungsvorrichtung 14 zu betätigen. Die Wärmeableitungsvorrichtungssteuereinheit 18 ist dazu eingerichtet, die Wärmeableitungsvorrichtung 14 zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu bewegen.
  • 4 zeigt auch zwei Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein erster Schritt S1 beinhaltet die Herstellung der Fahrzeugkomponente 2 des Fahrzeugs 1 durch Formen, insbesondere Spritzgießen. Die geformte Fahrzeugkomponente 2 weist die Aussparung 8 auf, die von der wenigstens einen Wand 19 umschlossen ist. Ein zweiter Schritt S2 findet während des Formprozesses statt. Schritt S2 beinhaltet das Anordnen des wenigstens einen Antennenelements 10 in der Aussparung 8 der Fahrzeugkomponente 2. Das angeordnete wenigstens eine Antennenelement 10 ist eine Planarantenne und steht mit der Wand 19 in Kontakt. Es ist möglich, dass nach dem Beenden des Formprozesses der Fahrzeugkomponente 2 kein Zugang mehr zum Antennenmodul 8 ohne Zerstörung wenigstens eines Teils der Fahrzeugkomponente 2 besteht. Die Aussparung 8 ist dann vollständig von der Fahrzeugkomponente 2 umhüllt und zu dieser kann nur durch das Loch 13 und/oder die Öffnung 15 hindurch gelangt werden.
  • 5 zeigt, dass es möglich ist, dass nur die Wand 19 und nicht die ganze Fahrzeugkomponente 2, die die Wand 19 aufweist, dazu ausgelegt ist, die elektromagnetischen Wellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement 10 ausgesendet und/oder empfangen werden, durchzulassen. In dem in 5 gezeigten Beispiel sind alle Seiten der Aussparung 8, das heißt alle Wände 19 der Aussparung 8, dazu ausgelegt, die elektromagnetischen Wellen durchzulassen. Während Schritt S1 kann ein Fenster oder Loch in der Fahrzeugkomponente 2 bleiben, wobei das Fenster oder Loch sich in einer Position der Wand 19 befindet und die Aussparung 8 mit dem Umfeld des Fahrzeugs 1 auf wenigstens einer Seite verbindet, die die Seite ist, die der Seite gegenüberliegt, die dem inneren Umfeld 16 zugewandt ist. In Schritt S2 können die Wand 19 und insbesondere ebenso die anderen Seiten der Aussparung 8 als individueller Teil oder als mehrere individuelle Teile der Radarvorrichtungsanordnung 5 in das Fenster oder Loch in der Fahrzeugkomponente 2 eingesetzt werden. Dies findet statt, bevor das wenigstens eine Antennenelement 10 in der Aussparung 8 angeordnet wird.
  • Zusammengefasst wurde eine Antenne, die in einer Fahrzeugblende über einen Formprozess eingehüllt wird, gezeigt. Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftfahrzeugradarsensor als Radarvorrichtung 6, die vollständig durch ein Fahrzeugteil eingebettet oder umhüllt ist, das hier die Fahrzeugkomponente 2 und vorzugsweise die Blende und/oder der Stoßfänger 3 des Fahrzeugs 1 ist. Sie kann auch für die Integration in die Scheinwerfer 4 verwendet werden, wie in 1 gezeigt.
  • Während des Blendenformprozesses, einschließlich des Formprozesses des Stoßfängers 3 oder der Verkleidung, kann ein Antennenmodul, das durch die Aussparung 8 gebildet wird und vorzugsweise wenigstens eine Antenne auf einem Chip oder eine Antenne auf einem Substrat als Antennenelement 10 beinhaltet, in das Blendenmaterial, das heißt die Fahrzeugkomponente 2, eingebettet oder darin eingehüllt werden. In dieser Weise werden die Antennenelemente 10 vor dem Umfeld der Fahrzeugkomponente 2 geschützt und erfordern kein zusätzliches Gehäuse, das zusätzliche Antennenleitungsverluste verursacht. Wärmeableitungslüftungsöffnungen 17, die auch Wasser und Staub von der umhüllten Aussparung 8 blockieren, sind erhältlich. Wenn der Stoßfänger 3 spritzgegossen wird, wird das wenigstens eine Antennenelement 10 in die Aussparung 8 innerhalb des Stoßfängermaterials des Stoßfängers 3 eingesetzt, wobei nur eine Verbinderschnittstelle, das heißt das Verbindungselement 9, belassen wird. Das Verbindungselement 9 ist dazu ausgelegt, die eingebettete Aussparung 8 mit dem wenigstens einen Antennenelement 10 mit den nachfolgenden Verarbeitungsmodulen zu verbinden, die hier die elektronische Komponente 12 sind. Kabel oder andere verfügbare Verbinder können verwendet werden, um die gesendeten und empfangenen Signale zur elektronischen Komponente 12 zu übertragen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102019200127 A1 [0004]

Claims (13)

  1. Radarvorrichtungsanordnung (5) für ein Fahrzeug (1), wobei die Radarvorrichtungsanordnung (5) eine Fahrzeugkomponente (2) des Fahrzeugs (1) und eine Radarvorrichtung (6) mit wenigstens einem Antennenelement (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkomponente (2) eine Aussparung (8) aufweist, die von wenigstens einer Wand (19) umschlossen ist, die innerhalb der Fahrzeugkomponente (2) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Antennenelement (10) eine Planarantenne ist, die in der Aussparung (8) in Kontakt mit der Wand (19) angeordnet ist.
  2. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Wand (19) der Aussparung (8) der Fahrzeugkomponente (2) dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Wellen, die durch das wenigstens eine Antennenelement (10) ausgesendet und/oder empfangen werden, durch die Fahrzeugkomponente (2) durchzulassen.
  3. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8) von der Fahrzeugkomponente (2) vollständig umhüllt ist.
  4. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8) eine Öffnung (15) aufweist, die gegenüber der Wand (19) angeordnet ist.
  5. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (6) eine gedruckte Leiterplatte (11) aufweist und das wenigstens eine Antennenelement (10) eine Streifenleiterantenne und/oder eine Antenne auf einem Chip ist, die mit der gedruckten Leiterplatte (11) elektronisch verbunden ist.
  6. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (6) ein Verbindungselement (9) und wenigstens eine elektronische Komponente (12), die von der Fahrzeugkomponente (2) beabstandet angeordnet ist, aufweist, wobei das wenigstens eine Antennenelement (10) mit der wenigstens einen elektronischen Komponente (12) über das Verbindungselement (9) verbunden ist.
  7. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9) eine Hochgeschwindigkeitsverbindung für die Datenübertragung bereitstellt.
  8. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 in seinen Rückbezügen auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Loch (13) die Aussparung (8) mit einem Umfeld (16) der Fahrzeugkomponente (2) verbindet, wobei wenigstens ein Teil des Verbindungselements (9) im Loch (13) angeordnet ist.
  9. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtungsanordnung (5) eine Wärmeableitungsvorrichtung (14) aufweist, die wenigstens indirekt benachbart zu dem wenigstens einen Antennenelement (10) angeordnet ist, wobei die Wärmeableitungsvorrichtung (14) dazu eingerichtet ist, einen Luftaustausch zwischen der Aussparung (8) innerhalb der Fahrzeugkomponente (2) und einem Umfeld der Fahrzeugkomponente (2) bereitzustellen.
  10. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableitungsvorrichtung (14) wenigstens eine Wärmeableitungslüftungsöffnung (17) aufweist.
  11. Radarvorrichtungsanordnung (5) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableitungsvorrichtung (14) zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position beweglich ist, wobei nur in der offenen Position die wenigstens eine Wärmeableitungslüftungsöffnung (17) offen ist und den Luftaustausch bereitstellt.
  12. Fahrzeug (1) mit einer Radarvorrichtungsanordnung (5) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung (5) für ein Fahrzeug (1), wobei die Radarvorrichtungsanordnung (5) eine Fahrzeugkomponente (2) des Fahrzeugs (1) und eine Radarvorrichtung (6) mit wenigstens einem Antennenelement (10) aufweist, gekennzeichnet durch - Herstellen (S1) der Fahrzeugkomponente (2) des Fahrzeugs (1) durch Formen, insbesondere Spritzgießen, wobei die geformte Fahrzeugkomponente (2) eine Aussparung (8) aufweist, die von wenigstens einer Wand (19) umschlossen ist; und - während des Formprozesses Anordnen (S2) des wenigstens einen Antennenelements (10) in der Aussparung (8) der Fahrzeugkomponente (2), wobei das wenigstens eine Antennenelement (10) eine Planarantenne ist und mit der Wand (19) in Kontakt steht.
DE102021132796.2A 2021-12-13 2021-12-13 Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug Pending DE102021132796A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021132796.2A DE102021132796A1 (de) 2021-12-13 2021-12-13 Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021132796.2A DE102021132796A1 (de) 2021-12-13 2021-12-13 Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021132796A1 true DE102021132796A1 (de) 2023-06-15

Family

ID=86498388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021132796.2A Pending DE102021132796A1 (de) 2021-12-13 2021-12-13 Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021132796A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012107803A1 (de) 2011-08-26 2013-02-28 Electronics And Telecommunications Research Institute Radareinheit für Millimeterwellen
DE102015201379A1 (de) 2014-01-27 2015-07-30 Hirschmann Car Communication Gmbh Fahrzeugantennen mit einem flexiblen Substrat als Antennenträger
DE102014014294A1 (de) 2014-09-25 2016-03-31 Audi Ag Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
JP2017147487A (ja) 2016-02-15 2017-08-24 マツダ株式会社 レーダ装置を備えた車両
DE102019200127A1 (de) 2019-01-08 2020-07-09 Zf Friedrichshafen Ag Radarsensorarchitektur

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012107803A1 (de) 2011-08-26 2013-02-28 Electronics And Telecommunications Research Institute Radareinheit für Millimeterwellen
DE102015201379A1 (de) 2014-01-27 2015-07-30 Hirschmann Car Communication Gmbh Fahrzeugantennen mit einem flexiblen Substrat als Antennenträger
DE102014014294A1 (de) 2014-09-25 2016-03-31 Audi Ag Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
JP2017147487A (ja) 2016-02-15 2017-08-24 マツダ株式会社 レーダ装置を備えた車両
DE102019200127A1 (de) 2019-01-08 2020-07-09 Zf Friedrichshafen Ag Radarsensorarchitektur

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2850691B1 (de) Antennenmodul mit sende- und empfangsantennenelement
DE102006023206B4 (de) In einem Fahrzeug anordenbares Antennensystem
DE19830811C2 (de) Auf einem Kraftfahrzeug angebrachtes, mit elektromagnetischen Wellen arbeitendes Radargerät
EP3759512A1 (de) Radarsystem zur umfelderfassung eines kraftfahrzeugs mit einer kunststoffantenne
DE102015105657B4 (de) Verbinder für dielektrische Wellenleiter
DE4412770A1 (de) Mikrowellen-Linsenantennenanordnung für Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar
DE102016210366B3 (de) Antennen-Dachmodul für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
EP3192126A1 (de) Antennenmodul
DE102010038517A1 (de) Radom für einen Radarsensor in einem Kraftfahrzeug und entsprechender Radarsensor
EP3465817B1 (de) Antennenvorrichtung für einen radardetektor mit mindestens zwei strahlungsrichtungen und kraftfahrzeug mit zumindest einem radardetektor
DE102013206206A1 (de) Substrat-integriertes Antennenmodul
DE102016118696A1 (de) Flexible anpassungsfähige Vorrichtung für die Antennenanordnung
DE102010039709A1 (de) Antennenmodul für ein Fahrzeug
DE102014014294B4 (de) Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE10346847B4 (de) Mikrowellenantenne
DE112019002128T5 (de) Fahrzeugantenne, Fensterscheibe mit festgelegter Fahrzeugantenne und Antennensystem
DE102021132796A1 (de) Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug
DE102019204700A1 (de) Radarvorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Radarvorrichtung und Kraftfahrzeug
DE102022125890A1 (de) Koplanare antennenstruktur mit breitem schlitz
DE102021207850A1 (de) Sortiment von Radarsensoren
DE102021132798A1 (de) Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtungsanordnung für ein Fahrzeug
DE102021206859A1 (de) Radarvorrichtung
DE102021132797A1 (de) Radarvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Radarvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102020201268A1 (de) Radarvorrichtung, dreidimensionales Antennenmodul für eine Radarvorrichtung und Verfahren zum Bilden eines dreidimensionalen Antennenmoduls
DE102015216243A1 (de) Antennenanordnung mit richtstruktur

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified