DE4412728C2 - Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar - Google Patents

Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Abstands­ warnradar, mit einer vorne am Kraftfahrzeug angebrachten An­ tennenanordnung zum Senden und Empfangen von Mikrowellen.
Zur Erhöhung der Sicherheit von Kraftfahrzeugen im Straßen­ verkehr und zur Entlastung des Fahrers sind Warnsignale bzw. automatische Maßnahmen bei zu dichtem Auffahren auf ein mög­ liches Hindernis, insbesondere den vorausfahrenden Wagen, er­ wünscht. Dazu sind Informationen über die Entfernung und die Relativgeschwindigkeit zum Hindernis erforderlich. Diese In­ formationen lassen sich beispielsweise durch Aussenden eines geeigneten elektromagnetischen Mikrowellensignals von einer an der Frontseite des Kraftfahrzeugs angebrachten Antenne und Empfang des am Hindernis reflektierten Signals erhalten. Die Antenne soll dabei einen scharf gebündelten Strahl erzeugen, der gezielt nur das Hindernis anstrahlt. Da die Abmessungen der Antenne klein sein sollen, damit beispielsweise eine In­ tegration in die Stoßstange möglich ist, muß eine hohe Fre­ quenz gewählt werden, um eine ausreichende Strahlbündelung zu erreichen. Derartige Einrichtungen zur Anwendung beim Kraft­ fahrzeug-Abstandswarnradar sind aus dem Beitrag von Huder, B.: "Antenne für Millimeterwellen-Nahbereichssensor" in "ITG- Fachbericht 128 Antennen, Vorträge der ITG-Fachtagung vom 12.-15. April 1994 in Dresden", Seiten 37 bis 42 und aus GB 2 253 759 A bekannt.
Ein Problem bei bekannten Kraftfahrzeug-Abstandswarnradarsy­ stemen besteht darin, daß über die Hauptkeulenflanke oder die Nebenzipfel des Strahlungsdiagramms der Antennenanordnung auch störende Mikrowellenstrahlung von entgegenkommenden Fahrzeugen aufgenommen werden könnte, die das gleiche Warnsy­ stem benutzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und leicht reali­ sierbare Möglichkeit anzugeben, durch welche diese Störstrah­ lung von entgegenkommenden Fahrzeugen wirksam unterdrückt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gemäß der Erfin­ dung dadurch gelöst, daß die Antennenanordnung so ausgelegt ist, daß ihre Strahlung eine für alle Kraftfahrzeuge fest und gleich definierte 45°-Linearpolarisation aufweist, d. h. eine Linearpolarisation, deren elektrischer Feldstärkevektor für alle Kraftfahrzeuge unter 45° zur Horizontalrichtung orien­ tiert ist und eine übereinstimmende Vektorrichtung aufweist.
Die Polarisation der Strahlungskeule ist dann um den gleichen 45°-Winkel gedreht. Damit ist die Strahlung entgegenkommender Fahrzeuge theoretisch unsichtbar, denn bei entgegengesetzter Fahrtrichtung wird aus einer +45°- eine -45°-Polarisation und umgekehrt. Orthogonale Polarisation kann aber von der Anten­ nenanordnung nicht empfangen werden. Bei zirkularer Polarisa­ tion tritt dieser Unterdrückungseffekt nicht auf, da bei­ spielsweise eine rechtszirkulare Polarisation auch rechtszir­ kular bleibt, wenn das Fahrzeug in der anderen Richtung fährt (zum Vergleich: aus einer Rechtsschraube wird nie eine Links­ schraube, egal von welcher Seite man sie in eine Mutter hin­ einschraubt). Bei den bekannten Antennenanordnungen für Kfz- Abstandswarnradar ist auf eine Vereinheitlichung der Polari­ sation nicht geachtet worden, siehe z. B. Bild 2 des erwähn­ ten Berichts von Huder, B., wonach im einen Fall eine hori­ zontale und im anderen Fall eine vertikale Polarisation ein­ gesetzt wird.
Als Antennenanordnungen lassen sich in vorteilhafter Weise Linsenantennen oder Gregory-Zweireflektorantennen verwenden, deren Strahlungserregersystem für die definierte 45°-Linear­ polarisation ausgelegt ist.
Eine geringe Bautiefe der Antennenanordnung für das Kraft­ fahrzeug-Abstandswarnradar nach der Erfindung wird in zweck­ mäßiger Weise durch Verwendung einer Linse mit kurzer Brenn­ weite erreicht, die zur Verringerung der Linsendicke und der Verluste als Stufenlinse ausgeführt ist, oder bei der Grego­ ry-Antenne durch die Verwendung eines gestuften Hauptreflek­ tors. Stufenlinsen bzw. gestufte Reflektoren sind sehr schmalbandig, können hier aber wegen des ebenfalls sehr schmalen Übertragungsbandes gut eingesetzt werden.
In vorteilhafter Weise besteht das die 45°-Linearpolarisation erzeugende Strahlungserregersystem der Linsenantenne bzw. der Gregory-Zweireflektorantenne aus drei in der Brennebene horizontal nebeneinander angeordneten, getrennt einschaltba­ ren Erregern, denen jeweils eine Strahlungskeule zugeordnet ist. Der Versatz der Erreger aus der Mittelachse bestimmt die Auslenkung der Strahlungskeulen. Durch elektronisches Um­ schalten vom mittleren auf den rechten oder linken Erreger kann von einer mittleren Strahlungskeule auf eine nach der Seite ausgelenkte Strahlungskeule umgeschaltet werden.
Über die jeweils eingeschaltete Strahlungskeule der Antenne kann sowohl gesendet als auch empfangen werden.
Unter Umständen kann es jedoch günstiger sein, Sende- und Empfangsantenne zu trennen und sie beispielsweise nebeneinan­ der anzuordnen. Zum Senden und Empfangen sind dann zwei besondere, jeweils ein Erregersystem aufweisende Antennen­ teile vorgesehen, die beide für die definierte 45°-Linearpo­ larisation ausgelegt sind. Über die jeweils eingeschaltete Strahlungskeule des aus den drei Erregern bestehenden Erre­ gersystems wird dann nur empfangen. Der zum Senden vorgese­ hene besondere Antennenteil erzeugt eine Strahlungskeule, die zumindest so breit bemessen ist, daß sie die drei für den Empfang vorgesehenen Strahlungskeulen überdeckt. Die Strah­ lung entgegenkommender Fahrzeuge ist in jedem Fall unsicht­ bar, denn bei entgegengesetzter Fahrtrichtung wird immer aus einer +45°-Polarisation eine -45°-Polarisation und umgekehrt. Die orthogonale Polarisation kann aber von der Antenne nicht empfangen werden.

Claims (9)

1. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar mit einer vorne am Kraft­ fahrzeug angebrachten Antennenanordnung zum Senden und Emp­ fangen von Mikrowellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenanordnung so ausgelegt ist, daß ihre Strah­ lung eine für alle Kraftfahrzeuge fest und gleich definierte 45°-Linearpolarisation aufweist, so daß deren elektrischer Feldstärkevektor für alle Kraftfahr­ zeuge unter 45° zur Horizontalrichtung orientiert ist und ei­ ne übereinstimmende Vektorrichtung aufweist.
2. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenanordnung eine Linsenantenne ist, deren Strahlungserregersystem für die definierte 45°-Linearpolari­ sation ausgelegt ist.
3. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenanordnung eine Gregory-Zweireflektorantenne ist, deren Strahlungserregersystem für die definierte 45°- Linearpolarisation ausgelegt ist.
4. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse eine gestufte Linse aus dielektrischem Material ist.
5. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptreflektor der Gregory-Zweireflektorantenne gestuft ausgebildet ist.
6. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlungserregersystem aus drei in der Brennebene horizontal nebeneinander angeordneten, getrennt einschaltba­ ren Erregern besteht, denen jeweils eine Strahlungskeule zugeordnet ist.
7. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über die jeweils eingeschaltete Strahlungskeule sowohl gesendet als auch empfangen wird.
8. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Senden und Empfangen zwei besondere, jeweils ein Erregersystem aufweisende Antennenteile vorgesehen sind, die beide für die definierte 45°-Linearpolarisation ausgelegt sind.
9. Kraftfahrzeug-Abstandswarnradar nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß über die jeweils eingeschaltete Strahlungskeule des aus den drei Erregern bestehenden Erregersystems nur empfangen wird, und daß der zum Senden vorgesehene besondere Antennen­ teil eine Strahlungskeule erzeugt, die zumindest so breit bemessen ist, daß sie die drei für den Empfang vorgesehenen Strahlungskeulen überdeckt.
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HUBER, B.: Antenne für Millimeterwellen- Nahbereichssensor, in: ITG-Fachbericht 128 Antennen, Vorträger der ITG-Fachtagung vom 12.-15. April 1994 in Dresden *

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