DE10240494A1

DE10240494A1 - Puls-Radar-Sensor

Info

Publication number: DE10240494A1
Application number: DE2002140494
Authority: DE
Inventors: Frank Gottwald; Michael Klar; Martin Reiche
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-11
Also published as: WO2004023599A1

Abstract

Mit einem Puls-Radar-Sensor lassen sich Abstände von Objekten sehr exakt bestimmen. Bei sehr nahen Objekten kann ein internes Übersprechen von der Sende- auf die Empfangsseite und eine daraus entstehende Störspannung im Empfänger nicht ganz vermieden werden. Dieses Übersprechen führt dazu, dass eine Detektion kaum möglich ist, weil dem reflektierten Empfangssignal das Übersprechsignal überlagert wird. Daher wird die Messung von Signalen, die an gering beabstandeten Objekten reflektiert werden, verfälscht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Puls-Radar-Sensor anzugeben, bei welchem die Amplitude des Übersprechers derart reduziert wird, dass keine Übersteuerung des Eingangssignals erfolgt. Dadurch soll die Nahbereichsleistung des Sensors deutlich gesteigert werden. Dazu wird die Gehäuseoberfläche zwischen Sendeantenne und Empfangsantenne mit einer geometrischen Struktur versehen und teilweise metallisiert, so dass das Übersprechsignal von der Sendeantenne gedämpft wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Puls-Radar-Sensor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Mit einem Puls-Radar-Sensor lassen sich Abstände von Objekten sehr exakt bestimmen. Deshalb eignet sich eine auf einem Puls-Radar basierende Vorrichtung in Fahrzeugen zum Beispiel als Einparkhilfe oder als Pre-Crash-Sensor oder zur Detektion von Objekten im Bereich des sogenannten toten Winkels. Bei all diesen Einsatzfällen soll die nähere Umgebung eines Fahrzeugs daraufhin überwacht werden, ob sich Kollisionshindernisse in diesem Bereich befinden und welchen Abstand diese Hindernisse zum Fahrzeug haben. Radar-Sensoren, die den Nahbereich des Fahrzeugs überwachen, werden als Nahbereichssensor (short range radar) bezeichnet. Insbesondere bei einem Nahbereichsradar tritt das Problem auf, dass die an Objekten in einem sehr kleinen Abstand reflektierten Signale zu einem Übersteuern im Empfänger führen. Außerdem kann ein internes Übersprechen von der Sende- auf die Empfangsseite und eine daraus entstehende Störspannung im Empfänger nicht ganz vermieden werden. Dieses Übersprechen führt dazu, dass eine Detektion von Objekten im Bereich sehr kleiner Entfernungen kaum möglich ist, wenn die Laufzeit einer von einem sehr nahen Objekt reflektierten Welle in etwa mit der Laufzeit übersprechender Signale übereinstimmt, so dass dem reflektierten Empfangssignal das Übersprechsignal überlagert wird. Die Messung von Signalen, die an gering beabstandeten Objekten reflektiert werden, ist somit verfälscht.

Puls-Radar-Sensoren sind zum Beispiel aus der DE-OS 28 35 867 und DE 199 34 670 A1 bekannt. Konstruktionsbedingt ergibt sich bei einem Entferungsscan bei Entfernungen um den Nullpunkt ein direktes Übersprechen von der Sendeantenne in den Empfangspfad des Sensors. Dort führt dieser Übersprecher zu einer Übersteuerung der Verstärker für die Signalauswertung. Das hat unmittelbar zur Folge, dass die Nahbereichsleistung des Sensors in dem Entfernungsbereich, in dem sich der Anfangsübersprecher auswirkt, deutlich eingeschränkt ist.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

sEs ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Puls-Radar-Sensor anzugeben, bei welchem die Amplitude des Übersprechers derart reduziert wird, dass keine Übersteuerung des Eingangssignals erfolgt. Dadurch soll die Nahbereichsleistung des Sensors deutlich gesteigert werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der oben genannten Art mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.

Der erfindungsgemäße Puls-Radar-Sensor mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, dass eine direkte Einkopplung des Sendepulses (Übersprecher) deutlich gedämpft wird. Dadurch, dass die Gehäuseoberfläche zwischen Sendeantenne und Empfangsantenne mit einer geometrischen Struktur versehen und teilweise metallisiert wird, kann die Amplitude des Übersprechersignals deutlich reduziert werden, so dass keine Übersteuerung des Eingangssignals erfolgt. Dazu ist in oder auf dem zwischen Sendeantenne und Empfangsantenne liegenden Bereich des Gehäuses eines Puls-Radar-Sensors mindestens eine Vertiefung oder Aussparung angeordnet, in oder auf welcher eine diese Vertie fung oder Aussparung teilweise oder vollständig bedeckende metallische Schicht angeordnet ist.

Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Erkennung von Radarzielen auch im Nahbereich deutlich einfacher zu realisieren ist, weil die Verstärker der Signalauswertung aufgrund des gedämpften Anfangsübersprechers nicht mehr übersteuern. Weiterhin ist die Erkennung der Position des Anfangsübersprechers deutlich genauer bestimmbar, da sich die Amplitude des Anfangsübersprechers komplett im darstellbaren Bereich der Signalauswertung befindet und somit genauer verarbeitet werden kann.

Die im zwischen Sendeantenne und Empfangsantenne liegenden Bereich des Gehäuses eines Puls-Radar-Sensors angeordneten Vertiefungen oder Aussparungen können quaderförmig ausgeführt sein. Weiterhin können oberhalb, unterhalb oder innerhalb des Gehäuses mehrere Vertiefungen vorgesehen sein. Die Vertiefungen innerhalb des Gehäuses eines Puls-Radar-Sensors sind innen liegende Hohlräume oder Aussparungen. Auf oder in diese Vertiefungen oder Aussparungen wird eine metallische Schicht angeordnet. Die quaderförmigen Vertiefungen oder Aussparungen können dabei parallel zueinander angeordnet werden, wobei diese zu der Verbindungslinie zwischen Senderantenne und Empfangsantenne wahlweise parallel, senkrecht oder schräg angeordnet sein können.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Kurze Beschreibung der Zeichnugen
Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Die 1 bis 9 zeigen jeweils einen erfindungsgemäßen Puls-Radar-Sensor mit Vertiefungen, teilweise ohne metallische Schicht, die auf der Oberseite (1, 2, 7, 8), der Unterseite (3 bis 6) oder innerhalb (9) des Gehäuses angeordnet sind. In jeder Figur ist eine Draufsicht und ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen Puls-Radar-Sensors dargestellt. Zur Veranschaulichung weisen die Puls-Radar-Sensoren der 1, 3, 5 und 7 keine metallische Schicht, sondern lediglich die erfindungsgemäßen Vertiefungen oder Aussparungen auf.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
In 1 sind eine Draufsicht und ein Querschnitt eines Puls-Radar-Sensors 100 dargestellt, bei welchem Vertiefungen 14 vertikal zur Verbindungslinie A-A' von Sende- und Empfangsantenne 10,12 auf der Oberseite 20 des Gehäuses 18 angeordnet sind, jedoch sind hier noch keine metallischen Schichten 16 aufgebracht worden. Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Puls-Radar-Sensors 100 werden Vertiefungen 14 in die Gehäuseoberfläche eingearbeitet. Diese Vertiefungen 14 werden im Anschluss auf dem Boden und den Seitenwänden metallisiert, das heißt mit einer metallischen Schicht 16 überzogen, wie in 2 dargestellt ist.
Durch die im Gehäuse angeordneten metallisierten Vertiefungen oder Aussparungen 14, 16 wird die Ausbreitung der Oberflächenwellen zwischen der Sendeantenne 10 und der Empfangsantenne 12 gedämpft. Die Einbringung der Vertiefungen 14 kann schon bei der Konstruktion des Gehäuses 18, zum Beispiel durch Herstellung mit einer Spritzgießform, berücksichtigt werden. Die Vertiefungen 14 können aber auch später, zum Beispiel durch Fräsen, gefertigt werden.
In 3 sind eine Draufsicht und ein Querschnitt eines Puls-Radar-Sensors 100 dargestellt, bei welchem Vertiefungen 14 vertikal zur Verbindungslinie A-A' von Sende- und Empfangsantenne 10, 12 auf der Unterseite 22 des Gehäuses 18 angeordnet sind, jedoch sind hier noch keine metallischen Schichten 16 aufgebracht worden. Der erfindungsgemäße Puls-Radar-Sensor 100 mit metallischer Schicht 16 ist in 4 dargestellt. Die Ausrichtung der Vertiefungen 14 ist nicht zwingend senkrecht zur Verbindungslinie A-A' der Antennen. Es können weiterhin schräg oder parallel zur Verbindungslinie A-A' verlaufende Vertiefungsstrukturen oder Aussparungen 14 zur Reduktion der Übersprechung verwendet werden. Diese Strukturen können sowohl auf der Oberseite 20 als auch auf der Unterseite 22 oder auch innerhalb des Gehäuses 18 des Puls-Radar-Sensors 100 angeordnet sein.
In 5 sind eine Draufsicht und ein Querschnitt eines Puls-Radar-Sensors 100 dargestellt, bei welchem Vertiefungen 14 schräg zur Verbindungslinie A-A' von Sende- und Empfangsantenne 10, 12 auf der Unterseite 22 des Gehäuses 18 angeordnet sind, jedoch sind hier noch keine metallischen Schichten 16 aufgebracht worden. Der erfindungsgemäße Puls-Radar-Sensor 100 mit metallischer Schicht 16 ist in 6 dargestellt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 5 und 6 können die Vertiefungen 14 auch auf der Oberseite 20 des Gehäuses 18 angeordnet sein. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in den 7 und 8 dargestellt.
In 9 sind eine Draufsicht und ein Querschnitt eines erfindungsgemäßen Puls-Radar-Sensors 100 dargestellt, bei welchem Aussparungen 14 mit metallischen Schichten 16 vertikal zur Verbindungslinie A-A' von Sende- und Empfangsantenne 10, 12 innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet sind. Diese Aussparungen 14 sind innerhalb des Gehäuses 18 angeordnete Hohlräume, in denen eine metallische Schicht 16 angeordnet ist.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

Puls-Radar-Sensor (100) mit einer Sendeantenne (10) und einer Empfangsantenne (12), welche innerhalb oder auf dem Gehäuse (18) des Puls-Radar-Sensors (100) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in oder auf dem zwischen Sendeantenne (10) und Empfangsantenne (12) liegenden Bereich des Gehäuses (18) mindestens eine Vertiefung oder Aussparung (14) angeordnet ist, in oder auf welcher eine diese Vertiefung oder Aussparung (14) teilweise oder vollständig bedeckende metallische Schicht (16) angeordnet ist.
Puls-Radar-Sensor (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vertiefung oder Aussparung (14) quaderförmig ausgeführt ist.
Puls-Radar-Sensor (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Puls-Radar-Sensor (100) mehrere Vertiefungen oder Aussparungen (14) mit darauf angeordneten metallischen Schichten (16) aufweist.
Puls-Radar-Sensor (100) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vertiefungen oder Aussparungen (14) mit darin befindlichen metallischen Schichten (16) parallel zueinander angeordnet sind.
Puls-Radar-Sensor (100) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) aus Kunststoff besteht.
Puls-Radar-Sensor (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander angeordneten Vertiefungen oder Aussparungen (14) mit darauf befindlichen metallischen Schichten (16) senkrecht zur Verbindungslinie von Sendeantenne (10) und Empfangsantenne (12) angeordnet sind.
Puls-Radar-Sensor (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander angeordneten Vertiefungen oder Aussparungen (14) mit darauf befindlichen metallischen Schichten (16) waagerecht zur Verbindungslinie von Sendeantenne (10) und Empfangsantenne (12) angeordnet sind.
Puls-Radar-Sensor (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander angeordneten Vertiefungen oder Aussparungen (14) mit darauf befindlichen metallischen Schichten (16) schräg zur Verbindungslinie von Sendeantenne (10) und Empfangsantenne (12) angeordnet sind.