DE19622755A1

DE19622755A1 - Linse zur Bündelung von Millimeterwellen

Info

Publication number: DE19622755A1
Application number: DE19622755A
Authority: DE
Inventors: Heinz Pfizenmaier; Klaus Dr Voigtlaender; Bernhard Lucas; Georg Dr Rer Nat Clauss
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-12-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Linse zur Bündelung von Millimeterwellen, insbesondere für Abstandssensoren für Kraftfahrzeuge.

Für Abstandssensoren, die mit Millimeterwellen arbeiten, werden Linsen benötigt, die eine Bündelung des Radarstrahls in der gewünschten Halbwertsbreite ermöglichen. Der in der Regel mehrstrahlige Abstandssensor dient vorzugsweise zur Messung der Abstände, Winkel und Differenzgeschwindigkeiten zu voraus fahrenden Fahrzeugen nach dem FMCW-Verfahren oder einem Pulsverfahren. Für diese Anwendungen kommen vorzugsweise Frequenzen im Bereich von 76 bis 77 GHz in Frage.

Die dazu benötigten Linsen haben im allgemeinen relativ kurze Brennweiten, was bei gegebener Dielektrizitätskonstanten eine hohe Wandstärke bedingt. Ferner dienen derartige Linsen auch dazu, ein Gehäuse, das die übrigen Elemente eines Abstandssensors enthält, nach außen wasserdicht abzuschließen. Dazu ist zwischen der Linse und dem Gehäuse eine Dichtung erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Linse anzugeben, die mit preiswerten Verfahren mit großen Wandstärken hergestellt und vorzugsweise ohne eine Dichtung eingebaut werden kann. Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Linse dadurch gelöst, daß die Linse mindestens teilweise aus einem Elastomer besteht.

Die erfindungsgemäße Linse hat neben dem Fortfall einer Dichtung den Vorzug, daß sie in einfacher Weise ohne mechanische Nachbearbeitung auch mit großen Wandstärken herstellbar ist, wodurch sich eine Kostenersparnis ergibt. Ferner ist durch die Gummielastizität die Linse weitgehend gegen mechanische Einwirkungen geschützt, wie beispielsweise Steinschlag. Außerdem ist die Brennweite weniger toleranzempfindlich.

Als Elastomer stehen verschiedene Werkstoffe zur Verfügung. So kann beispielsweise das Elastomer ein Kautschuk oder ein thermoplastisches Elastomer sein. Im einzelnen eignen sich unter anderem folgende Werkstoffe:

EPDM = Ethylen-Propylen-Kautschuk,
SBR = Styrol-Butadien-Kautschuk,
TPE = Thermoplastisches Elastomer,
FKM = Fluor-Kautschuk,
VMQ = Silikon-Kautschuk und
NBR = Acrylnitril-Butadien-Kautschuk bei entsprechender Ozonstabilisierung.

Eine gute Dichtwirkung zu anderen Bauteilen, insbesondere zu einem Gehäuse, bei gleichzeitiger ausreichender Formsteifigkeit wird durch eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung erzielt, bei der die Härte der Linse 30 bis 70 Shore A beträgt.

Einige Vorteile der Erfindung werden auch mit einer erfindungsgemäßen Linse erzielt, die mindestens teilweise aus einem Thermoplast besteht. Bei Bedarf kann hier eine zusätzliche Dichtung vorgesehen werden.

Erforderlichenfalls kann die Dielektrizitätskonstante gemäß einer Weiterbildung durch eine Füllung mit die Dielektrizitätskonstante erhöhendem Material, vorzugsweise keramischem Material, erhöht werden.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Linse besteht darin, daß die Linse Anschlußkonturen aufweist, die eine formschlüssige Verbindung mit anderen Teilen, vorzugsweise mit einem Gehäuse, bilden. Hierdurch ergeben sich weitere Einsparungen bei der Herstellung eines Abstandssensors, da die Verbindung mit den anderen Teilen wesentlich vereinfacht werden kann.

Innerhalb des von der Linse nach vorn begrenzten Gehäuses befinden sich verschiedene elektronische Schaltungen auf Leiterplatten. Diese müssen sicher und spielfrei gelagert werden. Eine vorteilhafte Möglichkeit dazu besteht gemäß einer anderen Weiterbildung dadurch, daß mindestens eine der Anschlußkonturen eine Nut zur Halterung einer Leiterplatte ist.

Häufig ist ein Gehäuse erforderlich, das eine größere Fläche einnimmt als die Linse. Mit einer anderen Weiterbildung wird dadurch mindestens ein zusätzliches Bauteil zum Abschluß des Gehäuses erspart, daß sich an eine als Linse wirkende Fläche mindestens eine weitere Fläche als Abschlußplatte anschließt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Der dargestellte Abstandssensor besteht aus einer Linse 1 und einem Gehäuse 2. Die Linse 1 deckt das Gehäuse dichtend an der ansonsten offenen Seite ab. Da das Gehäuse 2 auf der einen Seite über den an sich optisch wirksamen Teil der Linse hinausragt, ist die Linse 1 dort als Abdeckplatte 3 ausgebildet. Auf einem Träger 4 ist ein Millimeterwellenschaltkreis 5 angeordnet, der Millimeterwellen abstrahlt und empfängt. Außerdem ist ein sogenanntes Polyrod Feed 6 vorgesehen, das die Strahlung auf den durch strichpunktierte Linien angedeuteten der Linse 1 entsprechenden Raumwinkel vorfokussiert.

Von dem Träger 4 werden ferner zwei Leiterplatten 7, 8 für verschiedene elektronische Schaltungen gehalten, wie beispielsweise einen Vorverstärker, einen Analog/Digital-Wandler, eine Auswerteeinrichtung, eine Spannungsstabilisierung und einen Gunn-Oscillator. Diese Teile sind im einzelnen nicht dargestellt, da sie zur Erläuterung der Erfindung nicht erforderlich sind.

Die Leiterplatte 8 wird außer an dem Träger 4 noch in einer Nut 9 der Linse 1 gehalten. Dabei kann die Breite der Nut derart ausgelegt sein, daß bedingt durch die Elastizität die Leiterplatte 8 spielfrei in der Nut 9 gehalten wird. Ein Mehrfachstecker 10 dient zum Anschluß des Abstandssensors an weitere elektrische Einrichtungen innerhalb des Kraftfahrzeugs.

Claims

1. Linse zur Bündelung von Millimeterwellen, insbesondere für Abstandssensoren für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (1) mindestens teilweise aus einem Elastomer besteht.

2. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Kautschuk ist.

3. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein thermoplastisches Elastomer ist.

4. Linse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Linse 30 bis 70 Shore A beträgt.

5. Linse zur Bündelung von Millimeterwellen, vorzugsweise für Abstandssensoren für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse mindestens teilweise aus einem Thermoplast besteht.

6. Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Füllung mit die Dielektrizitätskonstante erhöhendem Material, vorzugsweise keramischem Material.

7. Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (1) Anschlußkonturen aufweist, die eine formschlüssige Verbindung mit anderen Teilen, vorzugsweise mit einem Gehäuse (2), bilden.

8. Linse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Anschlußkonturen eine Nut (9) zur Halterung einer Leiterplatte (8) ist.

9. Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an eine als Linse (1) wirkende Fläche mindestens eine weitere Fläche als Abschlußplatte (3) anschließt.