DE19715998A1 - Kraftfahrzeug-Radaranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Radaranordnung.

Kraftfahrzeug-Radaranordnungen gewinnen an Bedeutung für die Erhöhung der Verkehrssicherheit durch Hindernisdetek­ tion, Abstandswarnung, Straßenzustandserkennung sowohl zur Information und Unterstützung des Fahrers als auch für die automatisierte Verkehrsführung.

Grundlegende Anforderungen an Kraftfahrzeug-Radaranordnun­ gen sind einfacher robuster Aufbau, geringer Raumbedarf und niedrige Herstellungskosten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeug-Radaranordnung anzugeben, die diesen Anforderungen gerecht wird.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Un­ teransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung macht sich zunutze, daß in einem Kraftfahr­ zeug-Radar der aus der vertikalen Winkelauflösung entnehm­ baren Nutzinformation wesentlich geringere Bedeutung zu­ kommt als der horizontal winkelaufgelösten Information. Durch die Konzentration auf eine gute horizontale Win­ kelauflösung bei geringer vertikaler Auflösung oder Redu­ zierung der vertikalen Winkelauflösung kann die erfin­ dungsgemäße Anordnung die gestellten Anforderungen auf vorteilhafte Weise erfüllen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschau­ licht. Dabei zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform in Draufsicht,

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Anordnung auf einem gemeinsamen Träger,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform mit Reflektor.

Bei der in Fig. 1 skizzierten Ausführungsform sind auf ei­ nem Träger T mehrere Antennenelemente A in einer linearen horizontalen Zeile nebeneinander und voneinander beliebig beabstandet angeordnet. Die Antennenelemente liegen zumin­ dest ungefähr in der Fokusfläche eines in Hauptstrahlungs­ richtung B vor den Antennenelementen angeordneten fokus­ sierenden Elements, das beispielsweise als dielektrische Linse L ausgeführt ist. Das fokussierende Element zeigt in der Horizontalen gute Bündelungseigenschaften und bildet schmale, horizontal benachbarte Winkelabschnitte auf je­ weils eines der Antennenelemente ab. Die dielektrische Linse ist in der Horizontalen beispielsweise wie skizziert plankonvex geformt, wobei zur Erzielung einer ebenen Vor­ derfront die plane Seite auch den Antennenelementen abge­ wandt sein kann. Die Hauptstrahlrichtung B der Anordnung zeigt für ein Kraftfahrzeug-Radar im Regelfall in Fahrtrichtung. In der Vertikalen zeigt die Linse in der Darstellung nach Fig. 2 keine Bündelungseigenschaften, sondern ist als flacher Linsenkörper, insbesondere als Zy­ linderlinse mit vorzugsweise geringer Ausdehnung in Rich­ tung der Zylinderachse ausgeführt.

Das mit einer solchen Antennenanordnung erzielte Antennen­ diagramm zeigt eine Fächerstruktur mit einer Mehrzahl von horizontal benachbarten Fächerkeulen entsprechend der Mehrzahl der Antennenelemente A der Elementzeile. Die ver­ tikale Diagrammform ist im wesentlichen nur durch die Dia­ grammform der Antennenelemente selbst, die horizontale Diagrammform ist im wesentlichen durch das fokussierende Element bestimmt. Dabei liegt die vertikale Halbwerts­ breite vorzugsweise zwischen 5 Grad und 45 Grad, die ho­ rizontale Halbwertsbreite zwischen 1 Grad und 4 Grad.

Die mehreren Antennenelemente sind über ein Leitungsnetz­ werk mit Schaltungseinrichtungen 5 zur Verarbeitung und Frequenzumsetzung von Hochfrequenzsignalen verbindbar, wo­ bei die bei der erfindungsgemäßen Anordnung geringe Anzahl von Antennenelementen vorteilhafterweise die Verwendung von gemeinsamen Schaltungseinrichtungen für mehrere oder alle Antennenelemente im Zeitmultiplex ermöglicht. Das Leitungsnetz ist vorzugsweise als verzweigte Struktur, insbesondere als sogenannte Baumstruktur mit elektronisch schaltbaren Verbindungsleitungen ausgeführt. In Fig. 3 ist ein solches Leitungsnetzwerk N skizziert, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zusammen mit den Antennenele­ menten A und den Schaltungseinrichtungen S auf einem ge­ meinsamen Trägermodul T angeordnet ist. Die Schaltungsein­ richtungen S können in an sich bekannter Weise Mittel zur Frequenzerzeugung und/oder Frequenzumsetzung, Verstärker, Steuereinrichtungen für das Netzwerk N, Sende-Empfangs-Um­ schalter, A/D- und/oder D/A-Wandler usw. umfassen. Der Um­ fang der Einbeziehung von Schaltungskomponenten der Ra­ daranordnung in die Schaltungseinrichtung S bestimmt Art und Anzahl der zu und von dem Trägermodul führenden An­ schlußleitungen E, die im Extremfall auf Versorgungslei­ tungen und eine oder wenige digitale Signalleitungen redu­ ziert sein können.

Zur Schaltung von Signalleitungen in dem Leitungsnetzwerk können bekannte Bauteile, beispielsweise Dioden oder Tran­ sistoren eingesetzt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht anstelle der dielektrischen Linse L als fokussierendes Element einen bändelnden Reflektor vor, der in einer vorteilhaften einfachen Ausführung als in einer Ebene gewölbter Reflek­ torstreifen R, beispielsweise als gebogener Metallstreifen oder gebogener metallisierter Kunststoffstreifen, ausge­ bildet ist, wie in Fig. 4 skizziert.

Zur Vermeidung von Abschattungseffekten in Hauptstrahl­ richtung B durch das Trägermodul sind Reflektor R und Trä­ germodul T gegen die Vertikale geneigt und höhenversetzt angeordnet.

In Fig. 4 ist auch eine Ausführungsform mit aus jeweils einer Gruppe AG von mehreren Strahlerelementen, insbeson­ dere mehrerer Strahlerelemente in vertikaler Richtung be­ stehenden Antennenelementen skizziert, mittels der eine gegenüber dem Einzeldiagramm eines Strahlerelements stär­ kere Bündelung in vertikale Richtung erreicht werden kann. Die vertikale Diagrammform DV der Antennenanordnung ent­ spricht dann dem Diagramm DG der Strahlergruppe AG.

Die Radaranordnung wird vorzugsweise bei Sendefrequenzen größer 50 GHz betrieben, wodurch die Abmessungen der Anten­ nenelemente und die Gesamtapertur klein gehalten werden.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens vari­ ierbar.

Claims (7)

1. Kraftfahrzeug-Radaranordnung mit einer Antennenanord­ nung mit einem in Fahrtrichtung weisenden Antennendia­ gramm, die ein strahlungsfokussierendes Element und in dessen Fokusfläche mehrere Antennenelemente enthält, und mit integrierten Schaltungseinrichtungen zur Verarbeitung und Frequenzumsetzung von hochfrequenten Signalen,
gekennzeichnet durch eine Anordnung der Antennenelemente in der Fokusfläche mit in vertikaler Richtung geringer Ausdehnung gegenüber der Ausdehnung in horizontaler Rich­ tung, durch allen Antennenelementen gemeinsame Schaltungs­ einrichtungen,
durch ein Leitungsnetzwerk mit schaltbaren Verbindungslei­ tungen zum Anschluß der Antennenelemente im Zeitmultiplex an die gemeinsamen Schaltungseinrichtungen,
durch ein fokussierendes Element mit starker Bündelung in der Horizontalen und geringer oder fehlender Bündelung in der Vertikalen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente eine horizontale Elementzeile bilden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antennenelemente aus einer Gruppe von Strahlerelementen bestehen.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das fokussierende Element als flache dielektrische Linse ausgeführt ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das fokussierende Element als geboge­ ner Reflektorstreifen ausgeführt ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungsnetzwerk in Baumstruktur ausgeführt ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenelemente, das Leitungs­ netzwerk und die Schaltungseinrichtungen auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind.