DE102023002508A1 - Device for attenuating high side lobes in the radiation pattern of a direction sensor - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Vorrichtung (200) zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors bereit. Die Vorrichtung beinhaltet ein Substrat (204); und eine Mehrzahl von Einheitszellen (202), die auf dem Substrat in einem Array angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl von Einheitszellen angepasst ist, um ein Signal von dem Richtungssensor zu empfangen. Jede der Einheitszellen beinhaltet eine Massefläche (212), die auf einer unteren Oberfläche des Substrats angeordnet ist; und einen oberen Patch (214), der auf einer oberen Oberfläche des Substrats angeordnet ist. Ein erster Abschnitt (222) des Signals wird an dem oberen Patch reflektiert, und ein zweiter Abschnitt (224) des Signals wird an der Massefläche reflektiert. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Signals sind angepasst, um sich gegenseitig zerstörerisch zu stören, was zu einer begrenzten Reflexion des Signals führt, wobei dadurch die hohe Nebenkeule in dem Strahlungsdiagramm des Richtungssensors abgeschwächt wird.The present disclosure provides a device (200) for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor. The device includes a substrate (204); and a plurality of unit cells (202) arranged on the substrate in an array, each of the plurality of unit cells being adapted to receive a signal from the direction sensor. Each of the unit cells includes a ground plane (212) disposed on a bottom surface of the substrate; and a top patch (214) disposed on an upper surface of the substrate. A first portion (222) of the signal is reflected at the top patch and a second portion (224) of the signal is reflected at the ground plane. The first portion and the second portion of the signal are adapted to destructively interfere with each other, resulting in limited reflection of the signal, thereby attenuating the high sidelobe in the radiation pattern of the direction sensor.
Description
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Verbesserung der Leistung eines Richtungssensors, wie RADAR, in einem Fahrzeug. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Mittel zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors, wie RADAR, in einem Fahrzeug.The present disclosure relates generally to improving the performance of a directional sensor, such as RADAR, in a vehicle. More particularly, the present disclosure relates to a means for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor, such as RADAR, in a vehicle.
Die Beschreibung des Stands der Technik beinhaltet Informationen, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich sein können. Es ist kein Eingeständnis, dass jegliche der hierin bereitgestellten Informationen zu dem Stand der Technik gehört oder für die vorliegend beanspruchte Erfindung relevant sind, oder dass eine beliebige Veröffentlichung, auf die ausdrücklich oder stillschweigend Bezug genommen wird, zu dem Stand der Technik gehört.The description of the prior art includes information that may be useful for understanding the present invention. It is not an admission that any of the information provided herein is prior art or relevant to the presently claimed invention, or that any publication incorporated by reference, expressly or implicitly, is prior art.
Moderne Fahrzeuge sind mit Richtungssensoren wie RADARS ausgestattet, um Hindernisse auf ihrem Weg und in ihrer Umgebung besser zu erkennen. Solche Erkennungen werden verwendet, um gefährliche Zustände wie Kollisionen, Fahrbahnbegrenzungen usw. zu bestimmen, daher ist es von größter Bedeutung, RADARs mit hoher Genauigkeit zu haben.Modern vehicles are equipped with directional sensors such as RADARS to better detect obstacles in their path and around them. Such detections are used to determine dangerous conditions such as collisions, lane boundaries, etc., so it is of utmost importance to have RADARs with high accuracy.
RADARs für Kraftfahrzeuge verwenden üblicherweise W-Band-Frequenzen. Solche Frequenzen sind nach dem Einbau des RADAR-Sensors in das Fahrzeug für hohe Nebenkeulen anfällig. Die Nebenkeulen können unerwünschte Strahlungen aus unerwünschten Richtungen sein. Das Vorhandensein von Nebenkeulen kann die Genauigkeit des RADARs beeinträchtigen und kann ferner zu einer falschen Erkennung von Objekten führen.Automotive RADARs typically use W-band frequencies. Such frequencies are susceptible to high side lobes after the RADAR sensor is installed in the vehicle. The side lobes can be unwanted radiation from unwanted directions. The presence of side lobes can affect the accuracy of the RADAR and can also result in false detection of objects.
Das Patentdokument
Das Patentdokument
Das Patentdokument
Die zitierten Patentdokumente bieten jedoch keine Lösung für das Problem der hohen Nebenkeulen in dem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors wie eines RADARs nach der Integration in das Fahrzeug.However, the cited patent documents do not provide a solution to the problem of high side lobes in the radiation pattern of a directional sensor such as a RADAR after integration into the vehicle.
Es besteht daher in dem Stand der Technik ein Bedarf an einem Mittel, um hohe Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors, wie eines RADARs, nach der Integration in das Fahrzeug wirksam abzuschwächen.There is therefore a need in the art for a means to effectively attenuate high side lobes in a radiation pattern of a directional sensor, such as a RADAR, after integration into the vehicle.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors bereitzustellen.An object of the present invention is to provide an apparatus for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Genauigkeit eines Richtungssensors verbessert.Another object of the present invention is to provide a device that improves the accuracy of a direction sensor.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die die RADAR-Leistung in einem Fahrzeug verbessert.Another object of the present invention is to provide a device that improves RADAR performance in a vehicle.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verbessern der RADAR-Leistung in einem Fahrzeug bereitzustellen, die sparsam ist und nicht viel Leistung verbraucht.Another object of the present invention is to provide a device for improving RADAR performance in a vehicle that is economical and does not consume much power.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Verbesserung der Leistung eines Richtungssensors, wie RADAR, in einem Fahrzeug. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Mittel zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors, wie RADAR, in einem Fahrzeug.The present disclosure relates generally to improving the performance of a directional sensor, such as RADAR, in a vehicle. In particular, the present disclosure relates ment to a means for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor, such as RADAR, in a vehicle.
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors bereit. Die Vorrichtung beinhaltet ein Substrat; und eine Mehrzahl von Einheitszellen, die auf dem Substrat in einem Array angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl von Einheitszellen angepasst ist, um ein Signal von dem Richtungssensor zu empfangen. Jede der Einheitszellen beinhaltet eine Massefläche, die auf einer unteren Oberfläche des Substrats angeordnet ist; und einen oberen Patch, der auf einer oberen Oberfläche des Substrats angeordnet ist. Ein erster Abschnitt des Signals wird an dem oberen Patch reflektiert, und ein zweiter Abschnitt des Signals wird an der Massefläche reflektiert. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Signals sind angepasst, um sich gegenseitig zerstörerisch zu stören, was zu einer begrenzten Reflexion des Signals führt, wobei dadurch die hohe Nebenkeule in dem Strahlungsdiagramm des Richtungssensors abgeschwächt wird.In a first aspect, the present disclosure provides an apparatus for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor. The device includes a substrate; and a plurality of unit cells arranged on the substrate in an array, each of the plurality of unit cells adapted to receive a signal from the direction sensor. Each of the unit cells includes a ground plane disposed on a bottom surface of the substrate; and a top patch disposed on a top surface of the substrate. A first portion of the signal is reflected at the top patch and a second portion of the signal is reflected at the ground plane. The first portion and the second portion of the signal are adapted to destructively interfere with each other, resulting in limited reflection of the signal, thereby attenuating the high sidelobe in the radiation pattern of the direction sensor.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Substrat ein FR4-Material.In some embodiments, the substrate includes an FR4 material.
In einigen Ausführungsformen beinhalten die Massefläche und der obere Patch Metalle.In some embodiments, the ground plane and top patch include metals.
In einigen Ausführungsformen ist der obere Patch eine selektive Halbwellenlängenstruktur.In some embodiments, the top patch is a half-wavelength selective structure.
In einigen Ausführungsformen ist der Richtungssensor ein RADAR. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Signal eine W-Band-Frequenz.In some embodiments, the direction sensor is a RADAR. In some embodiments, the signal includes a W-band frequency.
In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Fahrzeug bereit, das die Vorrichtung zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors des ersten Aspekts beinhaltet.In a second aspect, the present disclosure provides a vehicle that includes the device for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor of the first aspect.
Verschiedene Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.Various objects, features, aspects and advantages of the subject invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments, taken together with the accompanying drawings, in which like numerals represent like components.
Die beigefügten Zeichnungen sind beinhaltet, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen, und sind in diese Patentschrift einbezogen und bilden einen Teil dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung für die Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung.
-
1A und1B veranschaulichen die typischen Strahlungsdiagramme eines Richtungssensors; -
2A veranschaulicht eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in dem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; -
2B veranschaulicht eine schematische Darstellung einer Einheitszelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und -
2C veranschaulicht eine schematische Darstellung der Funktionsweise der Einheitszelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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1A and1B illustrate the typical radiation patterns of a direction sensor; -
2A illustrates a schematic representation of an apparatus for attenuating high side lobes in the radiation pattern of a direction sensor, according to an embodiment of the present disclosure; -
2 B illustrates a schematic representation of a unit cell in accordance with an embodiment of the present disclosure; and -
2C illustrates a schematic representation of the operation of the unit cell in accordance with an embodiment of the present disclosure.
Es folgt eine ausführliche Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Offenbarung. Die Ausführungsformen sind so ausführlich, um die Offenbarung klar zu vermitteln. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, durch die Menge der angebotenen Details die vorhersehbaren Variationen von Ausführungsformen einzuschränken; im Gegenteil, die Absicht ist, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Geist und den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert.The following is a detailed description of the embodiments of the disclosure illustrated in the accompanying drawings. The embodiments are detailed enough to clearly convey the disclosure. However, the amount of detail provided is not intended to limit foreseeable variations in embodiments; on the contrary, the intent is to cover all modifications, equivalents and alternatives that come within the spirit and scope of the present disclosure as defined by the appended claims.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Vorrichtung zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors bereit. Die Vorrichtung beinhaltet ein Substrat; und eine Mehrzahl von Einheitszellen, die auf dem Substrat in einem Array angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl von Einheitszellen angepasst ist, um ein Signal von dem Richtungssensor zu empfangen. Jede der Einheitszellen beinhaltet eine Massefläche, die auf einer unteren Oberfläche des Substrats angeordnet ist; und einen oberen Patch, der auf einer oberen Oberfläche des Substrats angeordnet ist. Ein erster Abschnitt des Signals wird an dem oberen Patch reflektiert, und ein zweiter Abschnitt des Signals wird an der Massefläche reflektiert. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Signals sind angepasst, um sich gegenseitig zerstörerisch zu stören, was zu einer begrenzten Reflexion des Signals führt, wobei dadurch die hohe Nebenkeule in dem Strahlungsdiagramm des Richtungssensors abgeschwächt wird.In one aspect, the present disclosure provides an apparatus for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor. The device includes a substrate; and a plurality of unit cells arranged on the substrate in an array, each of the plurality of unit cells adapted to receive a signal from the direction sensor. Each of the unit cells includes a ground plane on a bottom surface the substrate is arranged; and a top patch disposed on a top surface of the substrate. A first portion of the signal is reflected at the top patch and a second portion of the signal is reflected at the ground plane. The first portion and the second portion of the signal are adapted to destructively interfere with each other, resulting in limited reflection of the signal, thereby attenuating the high sidelobe in the radiation pattern of the direction sensor.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Substrat ein FR4-Material.In some embodiments, the substrate includes an FR4 material.
In einigen Ausführungsformen beinhalten die Massefläche und der obere Patch Metalle.In some embodiments, the ground plane and top patch include metals.
In einigen Ausführungsformen ist der obere Patch eine selektive Halbwellenlängenstruktur.In some embodiments, the top patch is a half-wavelength selective structure.
In einigen Ausführungsformen ist der Richtungssensor ein RADAR. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Signal eine W-Band-Frequenz.In some embodiments, the direction sensor is a RADAR. In some embodiments, the signal includes a W-band frequency.
Nun unter Bezugnahme auf
Es sollte dem Fachmann klar sein, dass neben den bereits beschriebenen Modifikationen noch viele weitere möglich sind, ohne von den hierin enthaltenen erfinderischen Konzepten abzuweichen. Der Erfindungsgegenstand ist daher nicht einzuschränken, außer in dem Geiste der beigefügten Ansprüche. Darüber hinaus sollten bei der Auslegung sowohl der Patentschrift als auch der Ansprüche alle Begriffe so weit wie möglich im Einklang mit dem Kontext ausgelegt werden. Insbesondere die Begriffe „umfassen“ und „umfassend“ sollten so ausgelegt werden, dass sie sich auf Elemente, Komponenten oder Schritte auf nicht ausschließliche Weise beziehen und anzeigen, dass die genannten Elemente, Komponenten oder Schritte vorhanden sein oder genutzt oder mit anderen Elementen, Komponenten oder Schritten kombiniert werden können, auf die nicht ausdrücklich Bezug genommen wird. Wenn in den Ansprüchen der Patentschrift auf wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe, bestehend aus A, B, C .... und N, Bezug genommen wird, ist der Text so auszulegen, dass nur ein Element aus der Gruppe erforderlich ist, nicht A plus N oder B plus N usw. Die vorstehende Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen wird die allgemeine Natur der Ausführungsformen hierin so vollständig offenbaren, dass andere durch Anwendung des gegenwärtigen Wissensstandes solche spezifischen Ausführungsformen ohne weiteres modifizieren und/oder für verschiedene Anwendungen anpassen können, ohne von dem allgemeinen Konzept abzuweichen, und daher sollten und sollen solche Anpassungen und Modifikationen als in der Bedeutung und dem Bereich der Äquivalente der offenbarten Ausführungsformen verstanden werden. Es versteht sich, dass die hierin eingesetzte Phraseologie oder Terminologie der Beschreibung und nicht der Einschränkung dient. Obwohl die Ausführungsformen hierin in Form von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass die Ausführungsformen hierin mit Modifikationen innerhalb des Geistes und des Umfangs der beigefügten Ansprüche praktiziert werden können.It should be apparent to those skilled in the art that many modifications, in addition to those already described, are possible without departing from the inventive concepts contained herein. The subject matter of the invention is therefore not to be limited except in the spirit of the appended claims. Furthermore, when interpreting both the specification and the claims, all terms should be construed, as much as possible, consistent with the context. In particular, the terms “comprise” and “comprising” should be construed to refer to elements, components or steps in a non-exclusive manner and to indicate that said elements, components or steps are present or used or with other elements, components or steps that are not expressly referred to may be combined. If reference is made in the claims of the patent specification to at least one of the elements from the group consisting of A, B, C.... and N, the text is to be interpreted as meaning that only one element from the group is required, not A plus N or B plus N, etc. The foregoing description of the specific embodiments will so fully disclose the general nature of the embodiments herein that others, by applying current knowledge, may readily modify and/or adapt such specific embodiments for various applications without notice to deviate from the general concept, and therefore such should and should Adaptations and modifications should be understood within the meaning and range of equivalents of the disclosed embodiments. It is to be understood that the phraseology or terminology used herein is for purposes of description and not limitation. Although the embodiments have been described herein in terms of preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that the embodiments herein can be practiced with modifications within the spirit and scope of the appended claims.
Während das Vorstehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung formuliert werden, ohne von dem grundsätzlichen Umfang davon abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche bestimmt, die folgen. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Varianten oder Beispiele beschränkt, die beinhaltet sind, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn sie mit den Informationen und Kenntnissen kombiniert werden, die dem Durchschnittsfachmann zur Verfügung stehen.While the foregoing describes various embodiments of the invention, other and further embodiments of the invention may be formulated without departing from the basic scope thereof. The scope of the invention is determined by the claims that follow. The invention is not limited to the described embodiments, variations or examples, which are included to enable one of ordinary skill in the art to make and use the invention when combined with the information and knowledge available to one of ordinary skill in the art.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Abschwächen hoher Nebenkeulen in einem Strahlungsdiagramm eines Richtungssensors bereit.The present invention provides an apparatus for attenuating high side lobes in a radiation pattern of a direction sensor.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, die die Genauigkeit eines Richtungssensors verbessert.The present invention provides a device that improves the accuracy of a direction sensor.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit, die die RADAR-Leistung in einem Fahrzeug verbessert.The present invention provides a device that improves RADAR performance in a vehicle.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Verbessern der RADAR-Leistung in einem Fahrzeug bereitzustellen, die sparsam ist und nicht viel Leistung verbraucht.The present invention aims to provide a device for improving RADAR performance in a vehicle that is economical and does not consume much power.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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