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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Der bekannte Stand der Technik (
DE 10 2019 200 912 A1 ) von dem die Erfindung ausgeht, betrifft eine Radaranordnung.
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Anwendung finden die in Rede stehenden Radaranordnungen in der Sensorik von Kraftfahrzeugen. Hierbei kann es sich um Sensorik für den Fahrzeugaußenbereich handeln, beispielsweise für Fahrerassistenzsysteme von teilautonomen und autonomen Kraftfahrzeugen, die Radarvorrichtungen zur Geschwindigkeitsregelung und Kollisionserkennung nutzen. Zudem können die in Rede stehenden Radaranordnungen für die Überwachung des Fahrzeuginnenraums eingesetzt werden, unter anderem für eine Erkennung von Objekten und Personen sowie zum Einklemm- und Kollisionsschutz bei der motorischen Verstellung von Kraftfahrzeugtüren.
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Die bekannte Radaranordnung (
DE 10 2019 200 912 A1 ) weist eine Antennenanordnung und eine Steuereinheit auf einer Leiterplatte auf. Zur Unterdrückung von Störsignalen ist ein Absorber vorgesehen, der die Leiterplatte abschnittsweise abdeckt und Störstrahlung im Bereich der Leiterplatte absorbiert. Die Radaranordnung weist zudem ein Gehäuse auf, welches über ein Radom abgedeckt wird. Das Radom ist hierbei kuppelförmig ausgeführt und umgreift die Leiterplatte, sodass Störsignale aufgrund von Reflexionen an Gehäusewänden vermieden werden.
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Es ist dabei eine Herausforderung, den Aufbau der Radaranordnung aus dem bekannten Stand der Technik weiter zu vereinfachen.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Radaranordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Herausforderung eine weitere Optimierung erreicht wird.
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Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, das Gehäuse mit Gehäusewänden auszustatten, welche im Hinblick auf eine Unterdrückung von Reflexionen zur Antennenanordnung optimiert sind. Insbesondere kann hierbei als Radom eine einfache, flächige Abdeckung verwendet werden, welche durch die Gehäusewände gelagert wird.
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Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Gehäusewände derart ausgestaltet sind, dass sich die Fläche der zwischen den Gehäusewänden aufgespannten Querschnitte von der Leiterplatte zur Gehäuseöffnung zumindest abschnittsweise vergrößert.
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Die Radarstrahlen werden folglich an den Gehäusewänden nur geringfügig zur Antennenanordnung reflektiert, sondern vielmehr auf die Gehäuseöffnung gerichtet. Die Gehäusewände erstrecken sich somit in Richtung der Gehäuseöffnung über die Antennenanordnung hinaus, ohne dass Störeinflüsse durch das Gehäuse verstärkt auftreten. Das Radom und der Absorber können somit einfacher ausgestaltet werden. Insbesondere ist ein Absorber sogar nicht zwingend notwendig, da sich auf der Leiterplatte ausbreitende Störstrahlung tendenziell durch die Gehäusewände von der Antennenanordnung weg reflektiert wird.
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Besonders bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 eine vorschlagsgemäße Radaranordnung in a) einer Draufsicht, b) im Querschnitt in einer ersten Ausgestaltung und b) im Querschnitt in einer weiteren Ausgestaltung.
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Die Zeichnung zeigt eine vorschlagsgemäße Radaranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug. Grundsätzlich kann die Radaranordnung 1 für verschiedene Anwendungen im Kraftfahrzeug herangezogen werden, wobei auf die einleitenden Ausführungen verwiesen wird.
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Das in den Figuren dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft einen Radaranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Leiterplatte 2 aufweisend eine Antennenanordnung 3, mit einer Steuereinheit 4, welche die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen betreibt, mit einem Gehäuse 5 aufweisend einen Gehäusegrundkörper 6 und eine durch Gehäuseseitenwände 7 des Gehäusegrundkörpers 6 gebildete Gehäuseöffnung 8, wobei die Leiterplatte 2 im Gehäusegrundkörper 6 mit zur Gehäuseöffnung 8 gewandter Antennenanordnung 3 angeordnet ist, und mit einem auf der Gehäuseöffnung 8 angeordneten Radom 9.
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Die Leiterplatte 2 der Radaranordnung 1 weist die Antennenanordnung 3 auf, die in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellt ist. Die Antennenanordnung 3 weist hier und vorzugsweise mehrere Antennenelemente auf, welche zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen eingerichtet sind. Für die Ausgestaltung der Antennenelemente sind je nach Anwendung unterschiedliche Varianten denkbar, wobei die Antennenelemente bevorzugt in einem oder mehreren Antennenarrays angeordnet sind.
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Die Leiterplatte 2, hier und vorzugsweise eine Hochfrequenz-Leiterplatte 2, weist hier zudem die Steuereinheit 4 auf, welche die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen betreibt. Ebenfalls kann die Steuereinheit 4 separat von der Leiterplatte 2 vorgesehen sein. Die Steuereinheit 4 ist vorzugsweise als integrierte Schaltung, als Mikrocontroller oder dergleichen ausgestaltet. Die Steuereinheit 4 nimmt in Bezug auf das Senden und den Empfang von Radarstrahlen über die Antennenanordnung 3 steuerungstechnische Aufgaben wahr und ist insbesondere auch zur Auswertung von Radarsignalen eingerichtet. Die Steuereinheit 4 realisiert vorzugsweise einen kontinuierlichen, weiter vorzugsweise frequenzmodulierten Betrieb der Radaranordnung 1, etwa als FMCW-Radaranordnung. Steuereinheit 4 und Antennenanordnung 3 sind beispielsweise zum Betrieb mit Radarstrahlung im Frequenzband um 24 GHz und/oder 77 GHz eingerichtet. In einer weiteren Ausgestaltung ist ein gepulster Betrieb der Radaranordnung 1 vorgesehen, etwa als UWB-Radarsensor im Frequenzbereich 6,5 bis 10 GHz.
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Die Leiterplatte 2 kann zusätzliche elektronische Komponenten wie eine Schnittstelle, etwa eine CAN-Schnittstelle, eine Energieversorgung oder dergleichen aufweisen. Zudem können weitere, hier ebenfalls nicht dargestellte Komponenten in dem noch zu erläuternden Gehäuse 5 der Radaranordnung 1 untergebracht sein.
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Das Gehäuse 5 ist dafür eingerichtet, elektronische Komponenten der Radaranordnung 1, hier unter anderem die Leiterplatte 2, gegen Umwelteinflüsse zu schützen und kann grundsätzlich aus verschiedenen Materialien wie Kunststoff, Metall und Keramik aufgebaut sein. Das Gehäuse 5 kann hier im Zusammenwirken mit dem Radom 9 die Leiterplatte 2 vollständig umhüllen. Das Radom 9 erstreckt sich zumindest über einen Abschnitt der Gehäuseöffnung 8, hier und vorzugsweise über die gesamte Gehäuseöffnung 8. Das Radom 9 ist hier und vorzugsweise als Folie, weiter vorzugsweise als Kunststofffolie, ausgestaltet, welche die Gehäuseöffnung 8 abdeckt.
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Der Gehäusegrundkörper 6 weist die Gehäuseseitenwände 7 auf, welche sich hier in Richtung der Gehäuseöffnung 8 über die Antennenanordnung 3 und die Leiterplatte 2 hinaus erstrecken. Unter den Gehäuseseitenwänden 7 werden hierbei die Teile des Gehäusegrundkörpers 6 verstanden, welche die Leiterplatte 2 in Bezug auf die Normale der Leiterplatte 2 seitlich umfassen. Hier und vorzugsweise ist eine quaderförmige Grundform des Gehäuses 5 vorgesehen, wobei die Gehäusewände 5 die Seitenflächen der Quaderform bilden.
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Die Leiterplatte 2 ist hier im Gehäusegrundkörper 6 gehalten, wobei die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen durch die Gehäuseöffnung 8 der Gehäuseöffnung 8 zugewandt ist.
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Wesentlich ist nun, dass die Gehäusewände 5 derart ausgestaltet sind, dass sich die Fläche der zwischen den Gehäusewänden 5 aufgespannten Querschnitte Q von der Leiterplatte 2 zur Gehäuseöffnung 8 zumindest abschnittsweise vergrößert.
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Die Gehäusewände 5 haben folglich zumindest abschnittsweise eine sich zur Gehäuseöffnung 8 öffnende Form. Ein Beispiel des zwischen den Gehäusewänden 5 aufgespannte Querschnitt Q sind hier die Querschnitte Q senkrecht zur Normalen der Leiterplatte 2, deren Fläche sich von der Leiterplatte 2 zur Gehäuseöffnung 8 vergrößert.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Gehäusewände 5 derart ausgestaltet sind, dass sich der zwischen den Gehäusewänden 5 aufgespannte Querschnitt Q von der Leiterplatte 2 zur Gehäuseöffnung 8 kontinuierlich vergrößert.
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Unter einem „kontinuierlichen“ Vergrößern wird hierbei verstanden, dass die Fläche eines aufgespannten Querschnitts Q näher an der Gehäuseöffnung 8 stets größer ist als die Fläche eines anderen aufgespannten Querschnitts Q, der sich näher an der Leiterplatte 2 befindet. Folglich können Reflexionen an den Gehäusewänden 5 weitgehend vermieden werden. Vorzugsweise weist die Form der Gehäusewände 5 im Bereich zwischen Leiterplatte 2 und Gehäuseöffnung 8 zudem keine Unstetigkeiten auf, um Rückstreuungen zu vermeiden.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass eine der Gehäusewände 5, vorzugsweise die Gehäusewände 5, zumindest teilweise eben ausgestaltet ist bzw. sind, und dass die Normale der Gehäusewand 5 einen Winkel von kleiner als 90°, vorzugsweise kleiner als 75°, weiter vorzugsweise kleiner als 60° zur Normalen der Leiterplatte 2 bildet.
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Hier ergibt sich mit den entsprechend geneigten Gehäusewänden 5 näherungsweise die Form eines Pyramidenstumpfs. Bei dem gezeigten Beispiel weist der Pyramidenstumpf eine näherungsweise rechteckige Grundfläche auf.
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Die Ausrichtung der Gehäusewände 5 ist in der in 1b) gezeigten Ausgestaltung für alle Gehäusewände 5 gleich, wobei hier jeweils der gleiche Winkel der Normalen der Gehäusewände 5 zur Normalen der Leiterplatte 2 vorliegt.
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In einer weiteren, in 1c) gezeigten Ausgestaltung ist jedoch vorgesehen, dass die Form der Gehäusewände 5 abhängig von einem Abstand der jeweiligen Gehäusewand 5 zur Antennenanordnung 3 unterschiedlich ausgestaltet ist, vorzugsweise, dass Gehäusewände 5 mit einem kleineren Abstand zur Antennenanordnung 3 einen kleineren Winkel zwischen der Normalen der Gehäusewand 5 zur Normalen der Leiterplatte 2 aufweisen als Gehäusewände 5 mit einem größeren Abstand zur Antennenanordnung 3.
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Die Form der Gehäusewände 5 kann hier auf die jeweiligen Anforderungen an die Reflexion auf Grundlage der Position der Antennenanordnung 3 zwischen den Gehäusewänden 5 angepasst werden, insbesondere wenn die Antennenanordnung 3 nicht mittig zwischen den Gehäusewänden 5 angeordnet ist. Unter einem Abstand zwischen Antennenanordnung 3 und Gehäusewand 5 wird hier die kürzeste Verbindung zwischen der Antennenanordnung 3 und Gehäusewand 5 verstanden.
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In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Antennenanordnung 3 an das Radom 9 angrenzt, vorzugsweise, dass das Radom 9 die Antennenanordnung 3 hält.
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Über eine besonders nahe Anordnung der Antennenanordnung 3 zum Radom 9 können Störeinflüsse durch die Gehäusewände 5 weiter minimiert werden.
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Denkbar ist ebenfalls, dass die Radaranordnung 1 am Radom 9 angeordnet ist, wobei auf die beschriebene Ausgestaltung der Gehäusewände 5 verzichtet wird. Offenbart wird entsprechend eine Radaranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Antennenanordnung 3, mit einer Steuereinheit 4, welche die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen betreibt, mit einem Gehäuse 5 aufweisend einen Gehäusegrundkörper 6 und eine durch Gehäuseseitenwände 7 des Gehäusegrundkörpers 6 gebildete Gehäuseöffnung 8, und mit einem auf der Gehäuseöffnung 8 angeordneten Radom 9. Die Antennenanordnung 3 grenzt an das Radom 9 an, wobei das Radom 9 vorzugsweise die Antennenanordnung 3 hält.
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Weiter offenbart wird ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Radaranordnung 1 gemäß mindestens einer der beschriebenen Ausgestaltungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019200912 A1 [0002, 0004]
