DE202004019199U1 - Fully integrated miniaturized radar sensor in low temperature cofired ceramic multiple layer technology for short range radar monitoring where the entire high frequency part is realized in a monoblock - Google Patents

Fully integrated miniaturized radar sensor in low temperature cofired ceramic multiple layer technology for short range radar monitoring where the entire high frequency part is realized in a monoblock Download PDF

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Abstract

The miniaturized radar sensor is operated according to the frequency modulated continuous wave (FMCW) radar process and therefore only requires a single antenna device. The entire high frequency part of the radar sensor including the antenna device needed for operation is realized as a monoblock using low temperature co-fired ceramic (LTCC) multiple layer technology. Preferably, the microwave electronic circuitry is arranged on one side of the block and the antenna on the other.

Description

Mit Hilfe von Radar-Mikrowellensensoren können zuverlässig und genau Informationen von Objekten aus der Umgebung, wie beispielsweise über den Abstand, der Geschwindigkeit und die Richtung, gewonnen werden.With Help of radar microwave sensors can provide reliable and accurate information objects from the environment, such as the Distance, speed and direction.

Entsprechende Radar-Verfahren und -Systeme sind seit langem bekannt ( DE 043 34 079 C2 ) und werden in militärischen und zivilen Bereichen eingesetzt ( DE 043 13 568 C1 ). Die notwendige Technologie dafür war und ist allerdings noch sehr teuer, insbesondere die notwendigen Komponenten zur Erzeugung und Verarbeitung der Mikrowellensignale sind sehr kostenintensiv. Erst durch die Weiterentwicklung der Halbleitertechnik wird Radar-Sensorik für breite Anwendungen interessant. Dazu zählen auch Radar-Systeme in Fahrzeugen.Corresponding radar methods and systems have long been known ( DE 043 34 079 C2 ) and are used in military and civilian areas ( DE 043 13 568 C1 ). The necessary technology for this was and still is very expensive, in particular the necessary components for the generation and processing of the microwave signals are very cost-intensive. Only through the advancement of semiconductor technology is radar sensor technology interesting for a wide range of applications. This includes radar systems in vehicles.

Die ersten Long Distance Radar (LDR) Fahrerassistenzsysteme (Adaptive Cruise Control, Long Range Forward Looking Radar) bei 77 GHz werden bereits für die Fahrzeugoberklasse angeboten (WO 1998/048296 A1). Weitere Short Range Radar (SRR)– Anwendungen (Parking Aid, Blind Spot Detection, Side Impact, Stop and Go) werden derzeit entwickelt. Diese Systeme arbeiten vorzugsweise im Frequenzbereich um 24 GHz. Bei diesen Systemen werden bis zu 10 Sensoren in ein Fahrzeug eingebaut, um zuverlässige und genaue Daten aus der PKW-Umgebung zu erhalten ( US 6,583,753 B1 ).The first Long Distance Radar (LDR) driver assistance systems (Adaptive Cruise Control, Long Range Forward Looking Radar) at 77 GHz are already offered for the vehicle upper class (WO 1998/048296 A1). Further Short Range Radar (SRR) applications (Parking Aid, Blind Spot Detection, Side Impact, Stop and Go) are currently under development. These systems preferably operate in the frequency range around 24 GHz. These systems incorporate up to 10 sensors into a vehicle to provide reliable and accurate data from the car environment ( US 6,583,753 B1 ).

Traditionelle Konzepte für Mikrowellen-Radarmodule verwenden monolithisch integrierte Schaltkreise (z. B. MMICs auf GaAs) für die Erzeugung und Verarbeitung von Hochfrequenzsignalen. Diese Komponenten bestimmen im wesentlichen den Preis des Sensors. Als hochfrequenztaugliches Trägersubstrat wird häufig Dünnschichtkeramik oder Mehrlagen-PTFE verwendet. Beide Substrat-Technologien befinden sich im oberen Preissegment. Darüber hinaus sind Hochfrequenz-Schaltungen und Antennen üblicherweise auf unterschiedlichen Trägersubstraten aufgebaut. Als Übergänge zwischen diesen Substraten werden aufwändige mechanische Stecker oder Verbindungen eingesetzt, die schon bei 24 GHz nur geringe Toleranzen aufweisen dürfen, um die elektrischen Eigenschaften nicht deutlich zu verschlechtern.traditional Concepts for Microwave radar modules use monolithic integrated circuits (eg MMICs on GaAs) for the generation and processing of high-frequency signals. These components essentially determine the price of the sensor. As a high frequency suitable carrier substrate becomes common thin ceramic or multilayer PTFE used. Both substrate technologies are located in the upper price segment. About that In addition, high frequency circuits and antennas are common on different carrier substrates built up. As transitions between these substrates become expensive used mechanical connectors or connections already at 24 GHz must have only small tolerances to the electrical properties not significantly worsen.

Die Auswerteelektronik gehört ebenfalls zu einem Radar-Sensor ( EP 1 048 960 A3 ). Die empfangenen Signale werden auf eine tiefere Frequenz heruntergemischt und dann in digitale Signale gewandelt und typischerweise vom Zeit- in den Frequenzbereich transformiert. Sowohl diese Aufgabe als auch die Auswertung der resultierenden Information im Frequenzbereich übernimmt ein Mikroprozessor, der schließlich den Abstand und die relative Geschwindigkeit der detektierten Objekte an eine zentrale Recheneinheit im PKW über eine Standardschnittstelle weitergibt.The transmitter also belongs to a radar sensor ( EP 1 048 960 A3 ). The received signals are down-converted to a lower frequency and then converted to digital signals and typically transformed from the time domain to the frequency domain. Both this task and the evaluation of the resulting information in the frequency domain is performed by a microprocessor, which finally passes on the distance and the relative speed of the detected objects to a central processing unit in the car via a standard interface.

Die derzeit realisierten Radar-Sensoren sind daher wegen der Komplexität der unterschiedlichen Funktionen relativ groß und teuer.The Currently realized radar sensors are therefore because of the complexity of different functions relatively big and expensive.

Hier bietet sich die LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) – Mehrlagentechnologie zur Realisierung an, da sowohl die Materialien (mittleres Preissegment) als auch die Prozessschritte zur technischen Fertigung im kostengünstigen Dickschicht-Siebdruckverfahren (unteres Preissegment) hervorragend geeignet sind. Der Mehrlagenaufbau bietet darüber hinaus die Möglichkeit, komplexe 3-dimesionale Strukturen zu entwerfen, diese preisgünstig und miniaturisiert zu realisieren und sowohl die Antenne als auch die elektronische Mikrowellen-Schaltung zu integrieren.Here offers LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) multi-layer technology for realization, since both the materials (middle price segment) as well as the process steps for the technical production in the cost-effective Thick-film screen printing process (lower price segment) outstanding are suitable. The multi-layer structure also offers the possibility To design complex 3-dimesionale structures, these inexpensively and miniaturized and both the antenna and the to integrate electronic microwave circuitry.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, möglichst viel Hochfrequenz-Funktionalität auf einem preisgünstigen Schaltungsträger zu integrieren, die gesamte Hochfrequenzschaltung zu miniaturisieren und die Zuverlässigkeit des Radar-Sensors zu erhöhen.Of the in claim 1 protection invention is based on the problem preferably a lot of high frequency functionality on a budget circuit support to miniaturize the entire high-frequency circuit and the reliability of the radar sensor.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This Problem is solved with the features listed in the protection claim 1.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass ein Radar-Sensor zur Kurzstreckenüberwachung durch die konsequente Nutzung der LTCC-Mehrlagentechnologie besonders kompakt, preisgünstig und robust realisiert werden kann.With The invention is achieved in that a radar sensor for short-distance monitoring through the consistent use of the LTCC multi-layer technology especially compact, inexpensive and robust can be realized.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Schutzansprüchen 2 bis 10 dargestellt.advantageous Embodiments of the invention are in the further protection claims 2 to 10 is shown.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be described with reference to 1 to 5 explained. Show it:

1 den Lagenaufbau und die Komponenten des Radar-Sensors im Querschnitt, 1 the layer structure and the components of the radar sensor in cross section,

2 die Aufsicht auf die Oberseite des Radar-Sensors mit einem breitbandigen Patch-Antennenarray, 2 the top view of the radar sensor with a broadband patch antenna array,

3 die Aufsicht auf die Ebene der Antennenanordnung, die sich unter der Oberfläche der Oberseite innerhalb des LTCC-Monoblocks befindet, mit einem vergrabenen Verteilnetzwerk und einem vergrabenen Array von einzelnen Antennenelementen, 3 the plan view of the plane of the antenna array located below the surface of the upper side within the LTCC monoblock, with a buried distribution network and a buried array of individual antenna elements,

4 die Aufsicht auf die innerhalb des LTCC-Monoblocks angeordnete abschirmende Erdungsebene mit der zur Kopplung verwendeten Apertur, 4 the supervision of the shielding Er arranged within the LTCC monobloc plane with the aperture used for coupling,

5 die Aufsicht auf die Unterseite des Radar-Sensors mit der Mikrowellenelektronikschaltung. 5 the top view of the bottom of the radar sensor with the microwave electronics circuit.

Der in 1 dargestellte Lagenaufbau zeigt, dass das hier erläuterte Ausführungsbeispiel fünf Keramiklagen (8) besitzt. Auf der Oberseite des Radar-Sensors ist eine Patch-Antenne (1) mit bündelnder Strahlungscharakteristik angeordnet. Diese wird gespeist durch ein in den Innenlagen vergrabenes Teilernetzwerk (3). Durch den besonderen Entwurf von vergrabenen (2) und außenliegenden (1) Strahlerelementen (Patches) erhält die Antenne eine vergrößerte Bandbreite.The in 1 shown layer structure shows that the embodiment described here five ceramic layers ( 8th ) owns. On top of the radar sensor is a patch antenna ( 1 ) arranged with bundling radiation characteristic. This is fed by a buried in the inner layers divider network ( 3 ). Due to the special design of buried ( 2 ) and outboard ( 1 ) Emitter elements (patches) gives the antenna an increased bandwidth.

Auf der Unterseite des miniaturisierten LTCC-Monoblocks ist die Hochfrequenzschaltung (5), (6) zum Senden und Empfangen eines frequenzmodulierten Signals (FMCW-RADAR) aufgebaut. Die einzelnen Schaltungskomponenten (6) bestehen aus preisgünstigen diskreten Halbleiterbauelementen ohne Gehäuse (Transistorchips und Dioden) und SMD-Bauteilen. Passive HF-Strukturen (5) (z. B. Wellenleiter oder Filter) werden auf die Keramik im kostengünstigen Siebdruckverfahren aufgedruckt. Seine robusten Eigenschaften erhält das Modul aus dem keramischen Substratmaterial (8) sowie den Gold- und Silberleiterbahnen.On the underside of the miniaturized LTCC monoblock is the high-frequency circuit ( 5 ) 6 ) for transmitting and receiving a frequency modulated signal (FMCW-RADAR). The individual circuit components ( 6 ) consist of inexpensive discrete semiconductor devices without housings (transistor chips and diodes) and SMD components. Passive HF structures ( 5 ) (eg waveguides or filters) are printed on the ceramic in a cost-effective screen printing process. The module is made of the ceramic substrate material ( 8th ) as well as the gold and silver conductor tracks.

Eine bedeutende Struktur ist die Kopplung zwischen der HF-Schaltung (5), (6) und der Antennenanordnung (1), (2), (3).One important structure is the coupling between the RF circuit ( 5 ) 6 ) and the antenna arrangement ( 1 ) 2 ) 3 ).

1 zeigt den Querschnitt durch den fünflagigen Aufbau des Moduls. Durch einen Schlitz (9) in der vergrabenen Masseebene (4) wird das HF-Signal in das Verteilernetzwerk (2), (3) eingekoppelt. Dieses wiederum regt die Antennen-Patches (1) auf der Oberseite des LTCC-Monoblocks an. Durch diesen relativ einfachen Aufbau entfällt sowohl der teure HF-Stecker als auch andere mechanisch konstruierte Übergänge wie z. B. Steckverbindungen. 1 shows the cross section through the five-layer structure of the module. Through a slot ( 9 ) in the buried ground plane ( 4 ), the RF signal is sent to the distribution network ( 2 ) 3 ) coupled. This in turn excites the antenna patches ( 1 ) on top of the LTCC monobloc. This relatively simple structure eliminates both the expensive RF connector and other mechanically constructed transitions such. B. connectors.

Die Aufsicht auf die Oberseite des Radar-Sensors zeigt die 2. Neben der Keramik (8) sind nur die Strahlerelemente (1) zu erkennen, die ein breitbandiges Patch-Antennenarray bilden.The top view of the radar sensor shows the 2 , In addition to the ceramic ( 8th ) are only the radiator elements ( 1 ), which form a broadband patch antenna array.

Angeregt werden diese Strahlerelemente (1) durch eine im LTCC-Monoblock vergrabene Antennenanordnung, die aus einem vergrabenen Leiterbahn-Verteilnetzwerk (3) mit angeschlossenen vergrabenen Strahlerelementen (2) besteht.These radiator elements ( 1 by an LTCC monobloc buried antenna arrangement consisting of a buried interconnect distribution network ( 3 ) with connected buried radiating elements ( 2 ) consists.

3 zeigt die Aufsicht auf die Ebene der Antennenanordnung, die sich unter der Oberfläche der Oberseite innerhalb des LTCC-Monoblocks befindet, mit einem vergrabenen Verteilnetzwerk (3) und einem vergrabenen Array von einzelnen Strahlerelementen (2), die unter der Oberfläche liegen und deren Anordnung daher von außen nicht erkennbar ist. 3 shows the plan view of the plane of the antenna array located below the top surface of the LTCC monoblock with a buried distribution network (FIG. 3 ) and a buried array of individual radiating elements ( 2 ), which lie below the surface and whose arrangement is therefore not visible from the outside.

4 zeigt die von außen ebenfalls nicht erkennbare Aufsicht auf die innerhalb des LTCC-Monoblocks angeordnete abschirmende Erdungsebene (4) mit der zur Kopplung verwendeten Öffnung (9) (Apertur). 4 shows the also not visible from the outside supervision on the arranged within the LTCC monoblock shielding ground plane ( 4 ) with the aperture used for coupling ( 9 ) (Aperture).

Die Aufsicht auf die Unterseite des Radar-Sensors mit der schematisch dargestellten Mikrowellenelektronikschaltung, bestehend aus gedruckten Leiterbahnstrukturen (5) und diskreten Halbleiterbauelementen (6) ist in 5 dargestellt.The top view of the underside of the radar sensor with the microwave electronics circuit shown schematically, consisting of printed conductor structures ( 5 ) and discrete semiconductor devices ( 6 ) is in 5 shown.

Die elektronische Mikrowellenschaltung ist gut sichtbar und frei zugänglich, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, gegebenenfalls anwendungsbezogene Modifikationen vornehmen zu können.The electronic microwave switching is clearly visible and freely accessible, which increases the possibility results, if necessary, make application-related modifications to be able to.

Die Kernidee, die hier mit Hilfe der LTCC-Technologie realisiert wird, besteht darin, möglichst viel HF-Funktionalität von den teuren integrierten Halbleiterschaltungen auf den preisgünstigen LTCC-Keramikträgersubstrat (8) auszulagern. Komponenten wie Filter, Anpassnetzwerke, DC-Zuleitungen oder DC-Blockelemente benötigen viel Raum auf dem teuren Halbleitermaterial und können ebenso gut als Leiterbahnstrukturen (5) auf die Keramik (8) gedruckt werden. Somit werden für die HF-Schaltung nur ungehäuste Einzeltransistoren (6) und diskrete Dioden (6) verwendet, die auf das Substrat (8) geklebt und deren Anschlüsse mit Bond-Drähten verbunden werden.The core idea realized here with the aid of the LTCC technology is to maximize the RF functionality from the expensive integrated semiconductor circuits to the low-cost LTCC ceramic carrier substrate ( 8th ) outsource. Components such as filters, matching networks, DC supply lines or DC block elements require a lot of space on the expensive semiconductor material and can just as well be used as interconnect structures ( 5 ) on the ceramic ( 8th ) to be printed. Thus, for the RF circuit only unhoused single transistors ( 6 ) and discrete diodes ( 6 ) used on the substrate ( 8th ) and their connections are connected with bonding wires.

5 zeigt dies schematisch an den Komponenten VCO, Verstärker und Mischer. Weitere passive Bauelemente wie DC-Zuleitungen, Filter, Branch-Line Koppler und Antenneneinkopplung werden ebenfalls auf dem LTCC-Monoblock realisiert. 5 shows this schematically at the components VCO, amplifier and mixer. Other passive components such as DC feeders, filters, branch-line couplers and antenna coupling are also implemented on the LTCC monobloc.

Darüber hinaus bietet dieses Konzept die Möglichkeit, weitere Funktionalität mit dem LTCC-Keramikträgersubstrat zu realisieren. Dazu gehören Gehäusefunktionen, Übergänge zu externen Schaltungen oder auch Strukturen aus Masseebenen und Via-Ketten zum Schirmen einzelner Schaltungsteile. Die folgende Aufzählung fasst die Merkmale des hier vorgestellten Radar-Sensors zusammen:Furthermore this concept offers the possibility additional functionality with the LTCC ceramic carrier substrate to realize. These include housing functions, transitions to external ones Circuits or structures of ground planes and via chains for shielding individual circuit parts. The following list summarizes the features of the radar sensor presented here together:

Breitbandige Patch-Antenne (1) mit besonderer Richtcharakteristik, mit einem Verteilernetzwerk (2), (3) in einer Innenlage, die Masseebene (4) in einer Innenlage dient sowohl der Antenne (1), (2), (3) als auch der Mikrowellenelektronikschaltung (5), (6) als Masse und schirmt darüber hinaus diese beiden Modulteile voneinander ab.Broadband patch antenna ( 1 ) with special directional characteristics, with a distribution network ( 2 ) 3 ) in an inner layer, the ground plane ( 4 ) in an inner layer serves both the antenna ( 1 ) 2 ) 3 ) as well as the microwave electronic circuit ( 5 ) 6 ) as a mass and also shields these two module parts from each other.

Die Einkopplung des Signals von der HF-Schaltung auf das Verteilernetzwerk erfolgt durch einen Schlitz (9) (Apertur) in der Masseebene (4).The coupling of the signal from the RF switching to the distribution network takes place through a slot ( 9 ) (Aperture) in the ground plane ( 4 ).

Speziell entworfene und optimierte Leitbahnstrukturen (5) bilden auf der Mikrowellenelektronikschaltungsebene integrierte Komponenten mit besonderer Hochfrequenz-Funktionalität (z.B. Hybridkoppler, Filter, Anpassschaltungen).Specially designed and optimized interconnect structures ( 5 ) form on the microwave electronic circuit level integrated components with special high-frequency functionality (eg hybrid couplers, filters, matching circuits).

Es können Teile des Gehäuses, gebildet aus Substratlagen, Leiterbahnen und Verbindungslöchern (vias), als mechanischer Schutz und zur Schirmung der Bauteile gestaltet werden.It can Parts of the housing, formed from substrate layers, printed conductors and connecting holes (vias), designed as mechanical protection and for shielding the components become.

Eine Integration analoger Hochfrequenz-Halbleiterbauelemente (Transistoren, Dioden) und eine Integration von Teilen der Digitalschaltkreise und der Basisbandschaltung erfolgt auf dem LTCC-Monoblock.A Integration of analog high frequency semiconductor devices (transistors, Diodes) and integration of parts of the digital circuits and baseband switching occurs on the LTCC monoblock.

Weiterhin erfolgt eine Integration von Übergängen für HF-, ZF- und digitale Signale sowie zur Strom-/Spannungsversorgung.Farther An integration of transitions for HF, IF and digital signals takes place as well as to the power / voltage supply.

Ein spezieller Algorithmus im Mikroprozessor der Auswerteelektronik dient zur Korrektur der Nichtlinearität der Signalquelle (VCO), die aus Kostengründen minimalistisch aufgebaut ist.One special algorithm in the microprocessor of the transmitter is used to correct the nonlinearity of the signal source (VCO), the for cost reasons is constructed in a minimalistic way.

Die Erfindung ist geeignet zum Einsatz als preiswerte, miniaturisierte und robuste Sende- und Empfangseinheit (insbesondere Sensor) zur Bestimmung des Abstandes, des Ortes, der Geschwindigkeit und der Eigenschaften wie Größe, Beschaffenheit und Material der erfassten Objekte.The Invention is suitable for use as low-cost, miniaturized and robust transmitting and receiving unit (in particular sensor) for Determination of the distance, the place, the speed and the Characteristics like size, texture and material of the detected objects.

Die Anwendungsgebiete können insbesondere sein: Kraftfahrzeuge (z. B. als Nahbereichssensor bekannt unter der Bezeichnung Short Range Radar), Industrieanlagen (z. B. Füllstandssensor), sicherheitsrelevante Anwendungen in und an Gebäuden bzw. allgemein zur Überwachung von örtlich begrenzten Bereichen.The Application areas can in particular: motor vehicles (eg known as short-range sensor under the designation Short Range Radar), industrial plants (eg Level sensor) safety-related applications in and on buildings or in general for monitoring from locally limited areas.

Der Sensor ist ausgelegt, um mit einer Bandbreite von bis zu 4 GHz arbeiten zu können. Für eine PKW-Anwendung wäre eine Bandbreite von 2,5 GHz ausreichend. In beiden Fällen muss in Europa die Frequenzfreigabe abgewartet werden, die voraussichtlich von 2005 bis 2014 erteilt wird. Im ISM-Band von 24,00 bis 24,25 GHz ist eine Anwendung bereits möglich. Die geringe Bandbreite führt jedoch zu ungenaueren Messeigenschaften des Sensors.Of the Sensor is designed to work with a bandwidth of up to 4GHz to be able to. For a car application would be a Bandwidth of 2.5 GHz is sufficient. In both cases, in Europe, the frequency release to be awaited, which is expected to be granted from 2005 to 2014 becomes. An application is already possible in the ISM band from 24.00 to 24.25 GHz. The low bandwidth leads however, to inaccurate measurement properties of the sensor.

Claims (10)

Miniaturisierter Radar-Sensor zur Kurzstreckenüberwachung (Short Range Radar, SRR) benachbarter Objekte der Umgebung, insbesondere zur Bestimmung des Abstandes, des Ortes, der Geschwindigkeit und der Eigenschaften wie Größe, Beschaffenheit und Material von erfassten Objekten, – wobei der Radar-Sensor nach dem FMCW (frequencymodulated continuous-wave)-Radar-Verfahren betrieben wird und – wobei der Radar-Sensor deshalb zum Betrieb nur eine einzige Antennenvorrichtung benötigt, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Hochfrequenzteil des Radar-Sensors mitsamt der zum Betrieb notwendigen Antennenvorrichtung vollständig in LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) – Mehrlagentechnologie als Monoblock realisiert ist.Miniaturized radar sensor for short range radar (SRR) of neighboring objects of the environment, in particular for determining the distance, the location, the speed and the characteristics such as size, condition and material of detected objects, - wherein the radar sensor after the FMCW (frequencymodulated continuous-wave) radar method is operated and - wherein the radar sensor therefore requires only a single antenna device for operation, characterized in that the entire high-frequency part of the radar sensor together with the necessary for operation antenna device in LTCC ( Low Temperature Co-fired Ceramic) - multi-layer technology is realized as monobloc. Radar-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite des LTCC-Monoblocks die Mikrowellenelektronikschaltung (5), (6) angeordnet ist und auf der gegenüberliegenden anderen Seite des LTCC-Monoblocks die Antennenanordnung (1), (2), (3) angeordnet ist und dass sich dazwischen innerhalb des LTCC-Monoblocks eine abschirmende Erdungsebene (4) befindet, welche einerseits die Mikrowellenelektronikschaltung (5), (6) von den elektromagnetischen Strahlungen der Antennenanordnung (1), (2), (3) abschirmt und andererseits die gerichtete Abstrahlung der elektromagnetischen Energie in die Richtung des LTCC-Monoblocks, auf dessen Oberseite sich die Antennenanordnung (1) befindet, begünstigt.Radar sensor according to claim 1, characterized in that on one side of the LTCC monobloc the microwave electronic circuit ( 5 ) 6 ) and on the opposite other side of the LTCC monoblock the antenna arrangement ( 1 ) 2 ) 3 ) and that there is a shielding ground plane (56) between them within the LTCC monoblock. 4 ), which on the one hand the microwave electronic circuit ( 5 ) 6 ) of the electromagnetic radiation of the antenna arrangement ( 1 ) 2 ) 3 ) and, on the other hand, the directional radiation of the electromagnetic energy in the direction of the LTCC monobloc, on the upper side of which the antenna arrangement ( 1 ) is favored. Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der innerhalb des LTCC-Monoblocks angeordneten abschirmende Erdungsebene (4) an geeigneter Stelle eine hinreichend große Öffnung (9) (Apertur) befindet, damit eine intensive lokal begrenzte elektromagnetische Verkopplung zwischen der Antennen-Speiseleitung der Mikrowellenelektronikschaltung (5) auf der einen Seite des LTCC-Monoblocks und der Antennen-Speiseleitung der Antennenanordnung (3) auf der anderen Seite des LTCC-Monoblocks stattfinden kann.Radar sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in the arranged inside the LTCC monoblock shielding ground plane ( 4 ) at a suitable location a sufficiently large opening ( 9 ) (Aperture), so that an intense localized electromagnetic coupling between the antenna feed line of the microwave electronic circuit ( 5 ) on one side of the LTCC monoblock and the antenna feed line of the antenna arrangement ( 3 ) can take place on the other side of the LTCC monoblock. Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung (1), (2), (3) sich in zwei Ebenen befindet, wobei eine Ebene (2), (3) unter der Oberfläche innerhalb des LTCC-Monoblocks angeordnet ist, die beide auf derjenigen Seite des LTCC-Monoblocks angeordnet sind, die der Seite, auf der die Mikrowellenelektronikschaltung (5), (6) angeordnet ist, gegenüberliegt und wobei sich wiederum dazwischen innerhalb des LTCC-Monoblocks eine abschirmende Erdungsebene (4) befindet, welche einerseits die Mikrowellenelektronikschaltung (5), (6) von den elektromagnetischen Strahlungen der Antennenanordnung (1), (2), (3) abschirmt und andererseits die gerichtete Abstrahlung der Antennenanordnung (1), (2), (3), begünstigt.Radar sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the antenna arrangement ( 1 ) 2 ) 3 ) is in two levels, one level ( 2 ) 3 ) is located below the surface within the LTCC monobloc, both of which are located on the side of the LTCC monoblock, that of the side on which the microwave electronic circuitry (FIG. 5 ) 6 ), and in turn interspersed within the LTCC monoblock, a shielding ground plane (FIG. 4 ), which on the one hand the microwave electronic circuit ( 5 ) 6 ) of the electromagnetic radiation of the antenna arrangement ( 1 ) 2 ) 3 ) shields and on the other hand, the directional radiation of the antenna arrangement ( 1 ) 2 ) 3 ), favors. Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb des LTCC-Monoblocks angeordnete abschirmende Erdungsebene (4) mit Hilfe mindesten eines mit metallisch leitender Paste gefüllten Verbindungsloches (7) (via) galvanisch mit dem Erdungspunkt (ground) der Mikrowellenelektronikschaltung (5), (6) verbunden ist.Radar sensor according to one of the preceding claims, characterized in that arranged within the LTCC monoblock shielding ground plane ( 4 ) with the aid of at least one connection hole filled with metallically conductive paste ( 7 ) (via) galvanically with the ground (ground) of the microwave electronic circuit ( 5 ) 6 ) connected is. Radar-Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Antennenanordnung (2), (3), die sich unter der Oberfläche innerhalb des LTCC-Monoblocks befindet, ein vergrabenes Verteilernetzwerk (3) und ein Array von einzelnen Antennenelementen (2) besitzt, welche die Antennenanordnung (1), die sich auf der Oberfläche befindet, anregt.Radar sensor according to claim 4, characterized in that the plane of the antenna arrangement ( 2 ) 3 ) located below the surface within the LTCC monoblock, a buried distribution network ( 3 ) and an array of individual antenna elements ( 2 ) having the antenna arrangement ( 1 ), which is located on the surface, stimulates. Radar-Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der Antennenanordnung (1), die sich auf der Oberfläche des LTCC-Monoblocks befindet, ein breitbandiges Patch-Antennenarray mit bündelnder Strahlungscharakteristik bildet.Radar sensor according to claim 4, characterized in that the plane of the antenna arrangement ( 1 ), which is located on the surface of the LTCC monoblock, forms a broadband patch antenna array with concentrating radiation characteristics. Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass funktionale Mikrowellen-Komponenten (wie z. B. Hybridkoppler, Frequenz-Filter, Anpassleitungen und Transformatoren) der Mikrowellenelektronikschaltung (5), (6) durch speziell entworfene und optimierte Leiterbahnstrukturen (5) mit Hilfe der kostengünstigen Siebdrucktechnik realisiert werden.Radar sensor according to one of the preceding claims, characterized in that functional microwave components (such as hybrid couplers, frequency filters, matching lines and transformers) of the microwave electronic circuit ( 5 ) 6 ) by specially designed and optimized interconnect structures ( 5 ) can be realized with the help of inexpensive screen printing technology. Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass passive SMD-Bauelemente (6) wie Widerstände und Kondensatoren und aktive Halbleiterbauelemente (6) wie Transistoren, Dioden und Integrierte Schaltkreise zur Realisierung der Mikrowellenelektronikschaltung als Hybridelemente direkt in die Schaltung gebondet oder mit Hilfe der SMD-Technik gelötet werden.Radar sensor according to one of the preceding claims, characterized in that passive SMD components ( 6 ) such as resistors and capacitors and active semiconductor devices ( 6 ) How transistors, diodes and integrated circuits for realizing the microwave electronic circuit as hybrid elements are bonded directly into the circuit or soldered using the SMD technology. Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungen und Übergänge für Hochfrequenz, Zwischenfrequenz und digitale Signale sowie zur Strom- und Spannungsversorgung als Hybridelemente in die Mikrowellenelektronikschaltung integriert werden.Radar sensor according to one of the preceding claims, characterized characterized in that connections and transitions for high frequency, intermediate frequency and digital signals and for power and voltage supply as hybrid elements be integrated into the microwave electronics circuit.
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