EP4526698A1 - Radarantennenanordnung für ein fahrzeug sowie fahrzeug - Google Patents

Radarantennenanordnung für ein fahrzeug sowie fahrzeug

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Publication number
EP4526698A1
EP4526698A1 EP23726533.5A EP23726533A EP4526698A1 EP 4526698 A1 EP4526698 A1 EP 4526698A1 EP 23726533 A EP23726533 A EP 23726533A EP 4526698 A1 EP4526698 A1 EP 4526698A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
component
radar
unit
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23726533.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl KOLK
Peter Stratmann
Peter Bracke
Harald Lentz
Heiko Gustav Kurz
Thomas GISDER
Marc-Michael Meinecke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Technology Europe GmbH
Volkswagen AG
Original Assignee
Fujikura Technology Europe GmbH
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102022112649.8A external-priority patent/DE102022112649A1/de
Priority claimed from DE102022121271.8A external-priority patent/DE102022121271A1/de
Application filed by Fujikura Technology Europe GmbH, Volkswagen AG filed Critical Fujikura Technology Europe GmbH
Publication of EP4526698A1 publication Critical patent/EP4526698A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01Q19/28—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements
    • H01Q19/30—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using a secondary device in the form of two or more substantially straight conductive elements the primary active element being centre-fed and substantially straight, e.g. Yagi antenna
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    • G01S2013/93276—Sensor installation details in the windshield area

Definitions

  • Radar antenna arrangement for a vehicle and vehicle
  • the present invention relates to a radar antenna arrangement for a vehicle with a vehicle component which has an inside of the component and an outside of the component, and which comprises at least one radar device which has at least one antenna unit for sending and/or receiving radar beams.
  • the invention also relates to a vehicle with such a radar antenna arrangement.
  • a radar antenna arrangement with a vehicle component is disclosed, the vehicle component being a vehicle window.
  • the antenna is arranged inside the vehicle component and generates or detects the radar beams.
  • the object of the present invention is to provide a radar antenna arrangement for a vehicle which can be operated with low losses.
  • a radar antenna arrangement for a vehicle is proposed. With the help of the radar antenna arrangement, distances to an object in traffic can be determined, whereupon, for example, a braking maneuver or an evasive maneuver is carried out. Additionally or alternatively, the presence of an object around the vehicle can also be determined using the radar antenna arrangement.
  • the radar antenna arrangement includes a vehicle component that has an inside component and an outside component. When used as intended When the radar antenna arrangement is connected to the vehicle component, the inside of the component faces the vehicle and the outside of the component faces the surroundings of the vehicle or away from the vehicle.
  • the radar antenna arrangement comprises at least one radar device which has at least one antenna unit for sending and/or receiving radar beams.
  • the radar beams are emitted to be reflected on an object, whereupon they return to the radar device and are received by the at least one antenna unit.
  • a distance to the object can then be determined by measuring the transit time of the radar beams.
  • the presence of the object can also be determined using the reflected radar beams.
  • At least one through channel is arranged in the vehicle component, which extends through the vehicle component between the inside of the component and the outside of the component.
  • the at least one antenna unit is coupled to the through-channel and/or arranged in such a way that the radar beams run at least in sections through the through-channel until, in the case of transmission, they have emerged from the through-channel on the outside of the component and/or after these, in the case of receiving, have entered the through-channel on the outside of the component. Due to the course of the radar beams within the through-channel, they can be guided past the vehicle component, so that they are not or only very slightly attenuated by the vehicle component or are refracted or scattered thereon.
  • the radar beams are also guided as far as possible through the vehicle component to the antenna unit, through which they are received.
  • the radar beams naturally travel through the vehicle component to the outside of the component.
  • the radar beams can therefore be transmitted and/or received with little loss. This allows the radar antenna arrangement to be operated with a low ren electrical power can be operated and the radar antenna arrangement has a higher sensitivity. Furthermore, directional resolution can be improved because the radar beams are deflected very little by the vehicle component when they are controlled.
  • the vehicle component is a vehicle window, a bumper, a covering of a vehicle outer skin, a pillar cover plate of the vehicle, a covering of window edges, a spoiler and/or a wind deflector.
  • the vehicle window can be, for example, a windshield, a rear window or side windows of the vehicle.
  • the vehicle window can be designed as a composite window. The inside of the component and the outside of the component are thus arranged on the corresponding vehicle component.
  • the at least one radar device can be arranged at a location on the vehicle that is advantageous for the specific purpose.
  • the at least one radar device in the vehicle window and/or in a bumper.
  • the at least one radar device should be arranged in the front or rear area of the vehicle.
  • a side spoiler and/or a side pillar of the vehicle body for example the B-pillar, is suitable for arranging the at least one radar device there. Wind deflectors and/or covering the edges of windows are also conceivable for this.
  • the vehicle component can therefore be an exterior vehicle component.
  • the through-channel therefore extends through the glass or through the material of the vehicle window.
  • the through-channel can extend through the wall, with the outside of the component facing the environment and the inside of the component facing an interior of the vehicle component.
  • the spoiler, the bumper or the other vehicle components mentioned can be hollow, so that the inside of the component faces the cavity or the interior.
  • the through-channel can extend through a plastic wall or a GRP or CFRP wall. If the vehicle component is made of metal, the through-channel thus extends through a sheet of metal or the like.
  • One aspect relates to a radar antenna arrangement for a vehicle with a vehicle window that has an inside of the window and an outside of the window, and with at least one radar device that has at least one antenna unit for sending and / or receiving radar beams, at least one through-channel being arranged in the vehicle window, which extends through the vehicle window between the inside of the window and the outside of the window, and that the at least one antenna unit is coupled to the through-channel in such a way that the radar beams run at least in sections through the through-channel until, in the case of transmission, they emerge from the outside of the window
  • the through-channel has exited and/or after, in the case of receiving, they have entered the through-channel on the outside of the pane.
  • the through channel has an internal opening on the inside of the component and/or an external opening on the outside of the component.
  • the radar beams can enter or exit the through-channel through the inner opening and through the outer opening. It is advantageous if the through channel has an internal opening on the inside of the vehicle window and/or an external opening on the outside of the vehicle window. The radar beams can enter or exit the through-channel through the inner opening and through the outer opening.
  • the at least one antenna unit is coupled to and/or arranged relative to the through-channel in such a way that the radar beams are emitted and/or received in the through-channel. This can prevent disruptive effects that occur when entering or exiting the through-channel on the inside of the component or when passing through the inner opening.
  • the at least one antenna unit is coupled to and/or arranged relative to the through-channel in such a way that the radar beams pass through the inner opening.
  • the radar beams can be transmitted and/or received outside the vehicle component and in particular on the inside of the component, since more space is available here.
  • the antenna unit comprises at least one transmitter/receiver unit, by means of which the radar beams can be emitted for transmission and/or recorded for reception.
  • the transmitter/receiver unit can also be referred to as a transition unit, since when transmitting an electrical signal from an electrically conductive material, such as a conductor, is transferred into radar beams.
  • an electrically conductive material such as a conductor
  • the radar beams are transferred from the air (or the corresponding the surrounding medium) into the electrically conductive material, for example into the conductor.
  • the electrical signal occurs in the electrically conductive material. Free space waves are thus emitted for transmission and/or recorded for reception at the transmitter/receiver unit or at the transition unit.
  • the free space waves move through air or a corresponding medium and are no longer
  • the antenna unit in particular the transmitter/receiver unit, is arranged on the inside of the component.
  • the radar beams are emitted and/or received on the inside of the component.
  • the antenna unit thus remains protected, particularly from the weather on the outside of the component, and there is more space available on the inside of the component.
  • the antenna unit in particular the transmitter/receiver unit, is arranged at least partially in the through-channel and/or at least partially on the inside of the component. This allows the path for the radar beams through the through-channel to be shortened. In addition, losses that occur when the radar beams enter or exit the through-channel on the inside of the component are prevented.
  • the antenna unit in particular the transmitter/receiver unit
  • the antenna unit is arranged on or on the inside of the vehicle window.
  • the radar beams are emitted and/or received on the inside of the vehicle window.
  • the antenna unit thus remains protected, in particular from the effects of the weather, on the outside of the vehicle window and more space is available on the inside of the vehicle window.
  • the antenna unit, in particular the transmitter/receiver unit is arranged at least partially in the through-channel and/or at least partially on the inside of the vehicle window. This allows the path for the radar beams through the through-channel to be shortened. In addition, losses that occur when the radar beams enter or exit the through-channel on the inside of the vehicle window are prevented.
  • the antenna unit in particular the transmitting/receiving unit, extends from the inside of the component into the through-channel.
  • the antenna unit or the transmitter/receiver unit thus extends towards the outside of the component or towards the surroundings of the vehicle.
  • the antenna unit in particular the transmitter/receiver unit, has a shorter shortest distance to the inside of the component than to the outside of the component.
  • the antenna unit or the transmitter/receiver unit is therefore closer to the inside of the component.
  • the antenna unit in particular the transmitting/receiving unit, extends from the inside of the vehicle window into the through-channel.
  • the antenna unit or the transmitter/receiver unit thus extends towards the outside of the vehicle window or towards the surroundings of the vehicle.
  • the antenna unit in particular the transmitter/receiver unit, has a shorter shortest distance to the inside of the vehicle window than to the outside of the vehicle window.
  • the antenna unit or the The transmitter/receiver unit is therefore closer to the inside of the vehicle window.
  • the radar device comprises a circuit board which is connected to the at least one antenna unit and which is preferably arranged, in particular glued, on the inside of the component.
  • the circuit board can therefore also serve as a support element for the antenna unit and as a fixation on the inside of the component.
  • the radar device comprises a circuit board which is connected to the at least one antenna unit and which is preferably arranged, in particular glued, on the inside of the vehicle window.
  • the circuit board can therefore also serve as a support element for the antenna unit and as a fixation on the inside of the vehicle window.
  • the radar device has at least one amplifier unit and/or a processing unit, which are preferably arranged on the circuit board and/or are coupled to it. This allows the electrical signal to be processed and/or amplified for transmission as radar beams. Additionally or alternatively, the electrical signal of the received radar beams can be amplified and/or processed.
  • the circuit board can also have connections for supplying and/or dissipating the electrical signal.
  • the antenna unit is designed as a horn antenna and/or as a Yagi-Uda antenna.
  • the at least one antenna unit can also be designed in such a way that it can be operated as a horn antenna and/or as a Yagi-Uda antenna.
  • the at least one antenna unit can be designed in such a way that it operates according to the principle of a horn antenna and/or according to the principle of a Yagi-Uda antenna is operated.
  • the Yagi-Uda antenna or the corresponding principle has good directional sensitivity when receiving and/or good directional radiation when transmitting. The same applies to the principle of the horn antenna.
  • the guide unit has the shape of a cylinder and/or a funnel.
  • the funnel can be used, for example, in the horn antenna principle.
  • the guide unit in the form of the cylinder can be used, for example, when the radar beams are guided by means of the guide unit.
  • the guide unit can therefore serve as a waveguide here.
  • the guide unit is at least partially arranged in the through-channel, in particular on an inside of the through-channel.
  • the guide unit thus lines the through-channel.
  • the guide unit is formed by means of a coating made of an electrically conductive material, which is arranged on the inside of the through-channel. The coating can be made very thin so that the guide unit can be designed to save space.
  • the guide unit is designed by means of a conductor, in particular a closed one. This can be attached at specific points.
  • the antenna unit comprises a converter unit which is arranged on the outside of the component, by means of which, in the case of receiving the radar beams, the radar beams can be picked up and emitted into the through-channel and, in the case of transmission, the radar beams out of the through-channel can be recorded and radiated away from the vehicle component.
  • the converter unit can also be the transmitter/receiver unit or the transition unit described above.
  • the transducer unit can also cover the through-channel.
  • the through channel can be used as a wave guide channel.
  • the radar beams are fed into the through-channel through the transmitter/receiver unit in the area of the inside of the component.
  • the antenna unit comprises a converter unit which is arranged on the outside of the vehicle window, by means of which, in the case of receiving the radar beams, the radar beams can be picked up and emitted into the through channel and, in the case of transmission, the radar beams can be picked up in the through-channel and radiated away from the vehicle window.
  • the converter unit can also be the transmitter/receiver unit or the transition unit described above.
  • the transducer unit can also cover the through-channel.
  • the through channel can be used as a wave guide channel.
  • the radar beams are fed into the through-channel through the transmitter/receiver unit in the area of the inside of the vehicle window.
  • the radar beams are transmitted to the environment in the through-channel through the converter unit or the transmitter/receiver unit or the transition unit on the outside of the vehicle window.
  • the radar beams from the surroundings are transmitted into the through-channel and picked up by the transmitter/receiver unit in the area of the inside of the vehicle window.
  • the guide unit is advantageously arranged in the through-channel or an electrically conductive conductor, for example as a coating, as a guide unit or as an insert, is arranged on the inside of the through-channel.
  • the through-channel is at least partially filled with a filling and/or is covered with a cover on the outside of the component and/or on the inside of the component, with the filling and/or the cover preferably being a component material of the vehicle component have lower permittivity. This can prevent the penetration of water and dirt.
  • the radar beams are only slightly attenuated due to the material having a lower permittivity compared to the component material. It is advantageous if the through channel is at least partially filled with a filling and/or is covered with a cover on the outside of the vehicle window and/or on the inside of the vehicle window, the filling and/or the cover being compared to a window material the vehicle window preferably has a lower permittivity. This can prevent the penetration of water and dirt.
  • the radar beams are only slightly attenuated due to the material having a lower permittivity compared to the vehicle window pane material.
  • the filling is a foam, for example made of plastic, and/or a resin.
  • the cover may be made of a resin and/or a plastic.
  • an insert for stabilizing and preferably for guiding the radar beams is arranged in the through channel, in particular as a guide unit, the insert preferably being made of steel, stainless steel, plastic and/or fiber-reinforced plastic. If the insert is used for stabilization and as a guidance unit for guiding the radar beams, additional components can be dispensed with.
  • the through-channel has a round, square or elliptical channel cross-section.
  • the channel cross section such as shape and/or dimensions, can be tailored in particular to the frequency or frequency range of the radar beams.
  • the channel cross section of the through-channel increases from the inside of the component towards the outside of the component, in particular continuously. This allows the funnel shape to be formed. This also provides a larger entrance area for the incoming radar beams.
  • the radar beams can be amplified by the channel cross-section, which becomes smaller towards the inside of the component. It is advantageous if the channel cross section of the through channel is constant at least in sections from the inside of the component towards the outside of the component. As a result, the through channel is cylindrical in sections.
  • the channel cross section of the through-channel increases, in particular continuously, from the inside of the vehicle window toward the outside of the vehicle window. This allows the funnel shape to be formed. This also provides a larger entrance area for the incoming radar beams.
  • the radar beams can be amplified by the channel cross-section that becomes smaller towards the inside of the vehicle window.
  • the channel cross section of the through-channel is constant at least in sections from the inside of the vehicle window towards the outside of the vehicle window.
  • the through channel is cylindrical in sections.
  • the through-channel is formed by drilling, etching, lasering or cutting.
  • the through channel can be formed in a simple manner and very precisely.
  • the invention also relates to a vehicle with a radar antenna arrangement as described above.
  • FIG. 1 shows a schematic side sectional view of a radar antenna arrangement with an antenna unit as a horn antenna
  • Figure 2 is a schematic sectional view of a radar antenna arrangement
  • Figure 3 shows a schematic sectional view of a radar antenna arrangement with an antenna unit based on the Yagi-Uda principle
  • Figure 4 shows a schematic sectional view of a radar antenna arrangement with an antenna unit as a horn antenna.
  • a component inside is an inside of the pane and an outside of a component is an outside of the pane.
  • the vehicle component can additionally or alternatively also be a bumper, a covering of a vehicle outer skin, a pillar cover plate of the vehicle, a covering of window edges, a spoiler and/or a wind deflector.
  • the inside of the component or the outside of the component is thus arranged on the corresponding vehicle component.
  • the inside of the component or the outside of the component for the spoiler are an inside of a spoiler or an outside of a spoiler. The same applies to the other vehicle components.
  • the radar antenna arrangement 1 shows a schematic side sectional view of a radar antenna arrangement 1 for a vehicle with a section of a top view of the vehicle window 2.
  • the vehicle window 2 is only partially shown and the section of the top view is shown at the bottom right in the rectangular frame.
  • the vehicle is not shown here.
  • the radar antenna arrangement 1 includes a vehicle window 2, which is only partially shown here.
  • the vehicle window 2 can, for example, be designed as a composite window, ie the vehicle window 2 can be constructed from several individual panes which are connected to one another by means of a film lying between them.
  • the vehicle window 2 further comprises an inside of the window 3 and an outside of the window 4. When the vehicle window 2 is arranged in the vehicle, the inside of the window 3 faces a vehicle interior and the outside of the window 4 faces the surroundings of the vehicle.
  • the vehicle window 2 can be, for example, a windshield, a rear window and/or side windows of the vehicle.
  • the radar antenna arrangement 1 comprises a radar device 5, which has at least one antenna unit 6 for transmitting and/or receiving radar beams 8, 9.
  • the radar beams 8 shown here are emitted and the radar beams 9 shown are received.
  • the radar beams 8, 9 for example, distances between an object and the vehicle can be measured. This serves in particular to improve driving safety in traffic, for which purpose a braking process or an evasive maneuver can be carried out, for example, by measuring the distances.
  • radar beams emitted by the radar device 5 or by the antenna unit 6 are marked with the reference number 8.
  • the reference number 9 denotes incoming radar beams that have been reflected from an object and run back to the radar device 5 or to the antenna unit 6. The incoming radar beams 9 are then received by the radar device 5 or by the antenna unit 6. A distance between the object and the vehicle can be determined based on a transit time of the radar beams 8, 9.
  • At least one through channel 7 is arranged in the vehicle window 2, which extends through the vehicle window 2 between the inside of the window 3 and the outside of the window 4.
  • the through-channel 7 extends completely through the vehicle window 2.
  • the at least one antenna unit 6 is further coupled to the through-channel 7 in such a way that the radar beams 8, 9 run at least in sections through the through-channel 7 until, in the case of transmission, they emerge from the through-channel 7 on the outside of the pane 4 and/or after this , in the case of receiving, have entered the through-channel 7 on the outside of the pane 4.
  • Radar beams 8 also emitted in the through-channel 7 are shown schematically here.
  • the incoming radar beams 9 can also be arranged in the through-channel 7, although these are not shown for the sake of clarity.
  • the at least one antenna unit 6 sends out the radar beams 8 in such a way that they run at least in sections through the through-channel 7.
  • the at least one antenna unit 6 receives the radar beams 9 in such a way that they run at least in sections through the through-channel 7. As a result, the location at which the radar beams 8, 9 are emitted and/or received can be moved towards the inside of the pane 3. In addition, this allows the at least one antenna unit 6 to be on the inside of the window
  • the radar beams 8, 9 are not or only slightly influenced by the vehicle window 2. Additionally or alternatively, the at least one antenna unit 6 can emit or receive the radar beams 8, 9 from the direction of the inside of the window 3. Through the through channel 7, which extends to the outside of the pane
  • radar beams 8, 9 are not or only very slightly influenced by the vehicle window 2.
  • the radar beams 8, 9 are not or only barely refracted or scattered at a transition between air or another medium and the vehicle window 2, which can falsify the distance measurement.
  • the radar beams 8, 9 are not attenuated or as little as possible by the vehicle window 2, so that the radar device 5 only requires a very small electrical power.
  • the radar beams 8, 9 run at least in sections through the through-channel 7, the radar beams 8, 9 are sent or received closer to the inside of the pane 3. As a result, lines through the vehicle window 2, which carry the electrical signal through the vehicle window 2, can be dispensed with. Such lines are particularly unsuitable for high-frequency applications, especially in the range above 10 GHz, as this is very lossy. On the other hand, there is less loss if the radar beams 8, 9 are guided at least in sections through the through-channel 7.
  • the through channel 7 continues to extend completely through the vehicle window 2.
  • the through channel 7 has an inner opening 10 on the inside of the window 3 and an outside opening 11 on the outside of the window 4.
  • the radar beams 8, 9 can enter or exit the through-channel 7 through the inner opening 10 and/or through the outer opening 11.
  • an insert 12 is arranged in the through-channel 7 in order to increase the stability of the through-channel 7 or the vehicle window 2 around the through-channel 7. According to the top view also shown at the bottom right, the insert 12 is round.
  • the through channel 7 is covered with the aid of a cover 23 in the area of the outside of the pane 4. This can prevent water or dirt from entering the through-channel 7.
  • the cover 23 is not shown in the top view.
  • the antenna unit 6 is designed as a horn antenna.
  • This antenna unit 6 shown here includes a guide unit 14, by means of which the radar beams 8, 9 can be guided. With the help of the guide unit 14, the radar beams 8, 9 can be guided through the through-channel 7 during transmission and/or reception. In particular, the radar beams 8, 9 can be guided past the vehicle window 2 so that they are not refracted, scattered or dampened by it.
  • the guide unit 14, in particular a first guide end 17 of the guide unit 14, is advantageously flush with the outside of the pane 4. Furthermore, it is advantageous if the guide unit 14 is made of an electrically conductive material, so that the guide unit 14 can guide the radar beams 8, 9. Furthermore, the guide unit 14 is conical. The guide unit 14 widens here from the inside of the pane 3 towards the outside of the pane 4. The guide unit 14 is therefore funnel-shaped. This allows the radar beams to exit or enter through a large opening at the first end. The guide unit 14 continues to fulfill the function of a waveguide.
  • the guide unit 14 can also be formed by means of the insert 12.
  • the insert 12 can then, for example, have a cylindrical outside in order to be able to be inserted into the cylindrical through-channel 7.
  • An inner surface of the insert 12 can then be conical or taper towards the inside of the pane 3.
  • the antenna unit 6 can, as shown here, further comprise a transmitting/receiving unit 15, by means of which the radar beams 8, 9 can be emitted and/or recorded.
  • the radar beams 8, 9 are emitted and/or recorded at the location of the transmitting/receiving unit 15.
  • the radar beams 8 can therefore, in the case of transmission, extend away from the transmitting/receiving unit 15.
  • the Radar beams 9 to the transmitter/receiver unit 15. In both cases, at least in sections through the through-channel 7.
  • the transmitting/receiving unit 15 in particular has an electrically conductive material, for example a conductor, through which the bound electrical signals are transmitted in radar beams 8, 9 for transmission.
  • the transmitting/receiving unit 15 transmits the radar beams 8, 9 into the electrical signal in the electrically conductive material, for example the conductor.
  • the transmitting/receiving unit 15 can therefore also be referred to as a transmission unit.
  • the antenna unit 6, in particular the transmitting/receiving unit 15, is arranged on the inside of the pane 3, so that the radar beams 8, 9 run at least in sections through the through-channel 7.
  • the guide unit 14 has a second guide end 18, which is arranged on the end of the guide unit 14 opposite the first guide end 17.
  • the transmitting/receiving unit 15 is arranged, by means of which the radar beams 8, 9 are emitted for transmission and/or recorded for reception.
  • the emitted radar beams 8 are generated from an electrical signal.
  • the incoming radar beams 9 are converted into an electrical signal when recording.
  • the transmitter/receiver unit 15 comprises an electrically conductive unit, by means of which the transition of the electrical signal into electromagnetic waves in air or from the electromagnetic waves in the air into the electrical signal can take place.
  • the radar device 5 or the antenna unit 6 includes a circuit board 16 with which the electrical signal can be carried.
  • the radar device 5 preferably comprises an amplification unit 24 and/or a processing unit 25, which can also be arranged on the circuit board 16, for example in the form of a chip.
  • the circuit board 16 can also Establish connection to amplification unit 24 and/or to processing unit 25.
  • the transmitting/receiving unit 15 is arranged outside the vehicle window 2 and on the side of the vehicle window 2 facing the inside of the window 3.
  • the emitted radar beams 8 emitted by the transmitting/receiving unit 15 enter the through-channel 7, in particular on the inside of the pane 3, and exit the through-channel 7 on the outside of the pane 4.
  • they When recording the incoming radar beams 9, they first enter the through-channel 7 on the outside of the pane 4 and, in particular on the inside of the pane 3, out of the through-channel 7 until they reach the transmitting/receiving unit 15. If the transmitting/receiving unit 15 is arranged in the through-channel 7, the radar beams 8, 9 naturally do not emerge from the through-channel 7 on the inside of the pane 3.
  • the vehicle window 2 therefore does not hinder the radar beams 8, 9 when passing through the vehicle window 2.
  • the guide unit 14 is conical, with an opening in the guide unit 14 in the area of the first guide end 17 being larger than an opening in the guide unit 14 in the area of the second guide end 18.
  • the guide unit 14 therefore has the shape of a funnel.
  • the guide unit 14 has a rectangular cross section. Additionally or alternatively, the guide unit 14 can also be round, oval, elliptical or n-square.
  • the antenna unit 6 comprises the transmitting/receiving unit 15, by means of which the radar beams 8, 9 are emitted and/or recorded.
  • the transmitter/receiver unit 15 is arranged here on or on the inside of the window 3 and can emit the radar beams 8, 9 into the through-channel 7 and/or receive them from there.
  • the transmitting/receiving unit 15 can also be arranged at least partially in the through-channel 7. However, the transmitting/receiving unit 15 extends from the inside of the pane 3 into the through-channel 7.
  • the transmitting/receiving unit 15 is coupled to a circuit board 16, as shown here.
  • the guide unit 14 which is arranged on an inside 20 of the through-channel 7, is arranged in the through-channel 7.
  • the guide unit 14 thus lines the through-channel 7.
  • the guide unit 14 is designed as an electrically conductive element to pass through the guide unit 14 and the through channel 7 to form a waveguide.
  • the guide unit 14 is advantageously designed to be cylindrical or closed.
  • the guide unit 14 can be designed as a tube or as an insert 12, as shown in FIG. 1, which is inserted. Alternatively, it can be vapor deposited on the inside 20 or formed from a liquid metal by deposition. Since the through-channel 7 and the guide unit 14 function as waveguides, the radar beams 8, 9, particularly in frequency ranges above 10 GHz, are guided through the through-channel 7 with very little loss.
  • the through channel 7 is a waveguide channel in this exemplary embodiment.
  • a converter unit 19 is arranged on the side of the through-channel 7 opposite the transmitter/receiver unit 15 or in the area of the outside of the pane 4. During transmission, this records the radar beams 8 emitted by the transmitter/receiver unit 15 and then emits the recorded radar beams 9 into the surroundings. When receiving, the converter unit 19 picks up the incoming radar beams 9 and emits them into the through channel 7, so that the incoming radar beams 9 reach the transmitting/receiving unit 15.
  • the antenna unit 6 is designed as a Yagi-Uda antenna or is at least based on the Yagi-Uda principle.
  • the antenna unit 6 extends into the through-channel 7.
  • the antenna unit 6 is constructed according to the Yagi-Uda principle, which can very well send radar beams 8, 9 in a specific direction and/or receive them from a specific direction.
  • the antenna unit 6 described here includes the transmitting/receiving unit 15 for emitting the emitted radar beams 8 and/or for Recording the incoming radar beams 9. From the transmitter/receiver unit 15 in the direction of the inside of the window 3, the antenna unit 6 has a reflector 21, by means of which the radar beams 8, 9 can be reflected, which run towards the inside of the window 3. Furthermore, the antenna unit 6 includes directors 22, with two directors 22 being shown here. With the help of the directors 22, the radar beams 8, 9 can be emitted in a specific direction and/or detected from a specific direction. The directors 22 are arranged from the transmitting/receiving unit 15 in the direction of the outside of the pane 4.
  • the directors 22, the transmitting/receiving unit 15 and the reflector 21 are arranged on a carrier 26.
  • the direction in which the radar beams 8, 9 are predominantly emitted and/or recorded is thus determined by the straight line that the directors 22, the transmitting/receiving unit 15 and the reflector 21 define. This direction is also the direction of greatest sensitivity, this direction also being determined by the direction of the carrier 26.
  • the electrical signal can also be guided to the transmitter/receiver unit 15 and/or routed away from it.
  • the carrier 26 can, for example, have an electrical conductor, not shown here.
  • the through channel 7 is filled with a filling 13 in order to increase the stability of the antenna unit 6 shown here.
  • the outer opening 11, the through-channel 7, the inner opening 10 and the antenna unit 6 can be seen.
  • the openings 10, 11 can be round, oval or square.
  • Figure 4 shows a further sectional view of a radar antenna arrangement 1, with a top view of the vehicle window 2, the through channel 7 and the antenna unit 6 being shown in the box at the bottom right.
  • the antenna unit 6 shown here is designed as a horn antenna in this exemplary embodiment or is designed according to the functional principle of the horn antenna.
  • the guide unit 14 here again forms the funnel, with the guide unit 14 guiding the radar beams 8, 9 to the transmitting/receiving unit 15 for recording and/or leading them to the environment after they have been emitted by the transmitting/receiving unit 15.
  • the emitted radar beams 8 are shown schematically, which are still arranged in the through-channel 7.
  • the radar beams 8, 9 can be emitted well in one direction or received well from one direction, so that the radar antenna arrangement 1 can be operated with low losses.
  • the guide unit 14 can again be designed as a correspondingly shaped tube or using a coating process. During the coating process, the inside 20 of the through channel 7 is coated with an electrically conductive material.
  • the guide unit 14 can also be formed by means of the insert 12, which is shaped accordingly.
  • the through channel 7 is further covered here with a cover 23, which in particular covers the outer opening 11, so that water or dirt can easily be prevented from reaching the antenna unit 6.
  • a cover 23 which in particular covers the outer opening 11, so that water or dirt can easily be prevented from reaching the antenna unit 6.
  • the openings 10, 11 are angular, with the guide unit 14 or the funnel being angular or box-shaped.
  • the external opening 11 and/or the internal opening 10 are rectangular or generally angular.
  • the transmitting/receiving unit 15 is arranged above the inner opening 10.
  • the transmitter/receiver unit 15 is also arranged on the inside of the pane 3.
  • the transmitter/receiver unit 15 or the antenna unit 6 is coupled to the circuit board 16, which can have amplifier and/or processing units of the radar device 5 or establish a connection to these.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radarantennenanordnung (1) für ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugbauteil (2), die eine Bauteilinnenseite (3) und eine Bauteilaußenseite (4) aufweist, und mit zumindest einer Radareinrichtung (5), die zum Senden und/oder Empfangen von Radarstrahlen (8, 9) zumindest eine Antenneneinheit (6) aufweist. Weiterhin ist in dem Fahrzeugbauteil (2) zumindest ein Durchgangskanal (7) angeordnet, der sich zwischen der Bauteilinnenseite (3) und der Bauteilaußenseite (4) durch das Fahrzeugbauteil (2) hindurch erstreckt, und dass die zumindest eine Antenneneinheit (6) derart mit dem Durchgangskanal (7) gekoppelt ist, dass die Radarstrahlen (8, 9) zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal (7) verlaufen, bis diese, im Falle des Sendens, an der Bauteilaußenseite (4) aus dem Durchgangskanal (7) ausgetreten sind und/oder nachdem diese, im Falle des Empfangens, an der Bauteilaußenseite (4) in den Durchgangskanal (7) eingetreten sind. Gleichfalls betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Radarantennenanordnung.

Description

Radarantennenanordnunq für ein Fahrzeug sowie Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radarantennenanordnung für ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugbauteil, das eine Bauteilinnenseite und eine Bauteilaußenseite aufweist, und die zumindest eine Radareinrichtung umfasst, die zum Senden und/oder Empfangen von Radarstrahlen zumindest eine Antenneneinheit aufweist. Gleichfalls betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Radarantennenanordnung.
Aus der DE 10 2019 114 883 B3 ist eine Radarantennenanordnung mit einem Fahrzeugbauteil offenbart, wobei das Fahrzeugbauteil eine Fahrzeugscheibe ist. Darin ist die Antenne im Inneren des Fahrzeugbauteils angeordnet und erzeugt bzw. erfasst die Radarstrahlen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radarantennenanordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche verlustarm betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Radarantennenanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
Vorgeschlagen wird eine Radarantennenanordnung für ein Fahrzeug. Mit Hilfe der Radarantennenanordnung können Abstände zu einem Objekt im Verkehr ermittelt werden, woraufhin beispielsweise ein Bremsmanöver oder ein Ausweichmanöver ausgeführt wird. Zusätzlich oder alternativ kann mittels der Radarantennenanordnung auch das Vorhandensein eines Objekts um das Fahrzeug herum ermittelt werden.
Die Radarantennenanordnung umfasst ein Fahrzeugbauteil, das eine Bauteilinnenseite und eine Bauteilaußenseite aufweist. Bei vorgesehener Verwen- dung der Radarantennenanordnung mit dem Fahrzeugbauteil ist die Bauteilinnenseite dem Fahrzeug zugewandt und die Bauteilaußenseite ist einer Umgebung des Fahrzeugs zugewandt bzw. dem Fahrzeug abgewandt.
Weiterhin umfasst die Radarantennenanordnung zumindest eine Radareinrichtung, die zum Senden und/oder Empfangen von Radarstrahlen zumindest eine Antenneneinheit aufweist. Die Radarstrahlen werden ausgesendet, um an einem Objekt reflektiert zu werden, woraufhin sie zurück zur Radareinrichtung gelangen und von der zumindest einen Antenneneinheit empfangen werden. Mittels einer Laufzeitmessung der Radarstrahlen kann daraufhin ein Abstand zum Objekt bestimmt werden. Anhand der zurückreflektierten Radarstrahlen kann auch die Anwesenheit des Objekts ermittelt werden.
Des Weiteren ist in dem Fahrzeugbauteil zumindest ein Durchgangskanal angeordnet, der sich zwischen der Bauteilinnenseite und der Bauteilaußenseite durch das Fahrzeugbauteil hindurch erstreckt. Außerdem ist die zumindest eine Antenneneinheit derart mit dem Durchgangskanal gekoppelt und/oder zu diesem angeordnet, dass die Radarstrahlen zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal verlaufen, bis diese, im Falle des Sendens, an der Bauteilaußenseite aus dem Durchgangskanal ausgetreten sind und/oder nachdem diese, im Falle des Empfangens, an der Bauteilaußenseite in den Durchgangskanal eingetreten sind. Durch den Verlauf der Radarstrahlen innerhalb des Durchgangskanals können diese an dem Fahrzeugbauteil vorbeigeführt werden, so dass diese nicht oder nur sehr wenig durch das Fahrzeugbauteil gedämpft oder an dieser gebrochen bzw. gestreut werden. Mittels des Durchgangskanals werden die Radarstrahlen auch soweit wie möglich durch das Fahrzeugbauteil zur Antenneneinheit geführt, durch welche sie empfangen werden. Für das Senden gilt natürlich, dass die Radarstrahlen durch das Fahrzeugbauteil zur Bauteilaußenseite gelangen. Die Radarstrahlen können somit verlustarm ausgesendet und/oder empfangen werden. Hierdurch kann die Radarantennenanordnung mit einer geringe- ren elektrischen Leistung betrieben werden und die Radarantennenanordnung weist eine höhere Sensitivität auf. Des Weiteren kann eine Richtungsauflösung verbessert werden, da die Radarstrahlen nur sehr wenig durch das Fahrzeugbauteil abgelenkt werden, wenn diese gesteuert werden.
Von Vorteil ist es, wenn das Fahrzeugbauteil eine Fahrzeugscheibe, ein Stoßfänger, eine Verkleidung einer Fahrzeugaußenhaut, eine Säulenabdeckplatte des Fahrzeugs, eine Verkleidung von Fensterrändern, ein Spoiler und/oder ein Windabweiser ist. Bei der Fahrzeugscheibe kann es sich beispielsweise um eine Windschutzscheibe, eine Heckscheibe oder um Seitenscheiben des Fahrzeugs handeln. Außerdem kann die Fahrzeugscheibe als Verbundscheibe ausgebildet sein. Die Bauteilinnenseite sowie die Bauteilaußenseite sind somit am entsprechenden Fahrzeugbauteil angeordnet. Mit Hilfe der hier genannten Fahrzeugbauteile kann die zumindest eine Radareinrichtung an einem für den bestimmten Zweck vorteilhaften Platz am Fahrzeug angeordnet werden. Soll beispielsweise ein Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen überwacht werden, bietet es sich an, die zumindest eine Radareinrichtung in die Fahrzeugscheibe und/oder in einen Stoßfänger anzuordnen. Um den Bereich vor oder hinter dem Fahrzeug zu erfassen, sollte die zumindest eine Radareinrichtung im vorderen bzw. im hinteren Bereich des Fahrzeugs angeordnet werden. Wenn der Bereich seitlich des Fahrzeugs überwacht werden soll, bietet sich hierfür ein Seitenspoiler und/oder eine seitliche Säule der Fahrzeugkarossiere, beispielsweise die B-Säule, an, um dort die zumindest eine Radareinrichtung anzuordnen. Auch Windabweiser und/oder eine Verkleidung von Fensterrändern ist hierfür denkbar. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Bauteilaußenseite des entsprechenden Fahrzeugbauteils der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere unmittelbar, zugewandt ist. Es sollte somit zwischen Bauteilaußenseite und Umgebung möglichst kein weiteres Bauteil angeordnet sein, so dass die Radarstrahlen nicht beeinträchtigt werden. Das Fahrzeugbauteil kann somit ein Fahrzeugaußenbauteil sein. Bei der Fahrzeugscheibe erstreckt sich der Durchgangskanal somit durch das Glas bzw. durch das Material der Fahrzeugscheibe. Weist das Fahrzeugbauteil beispielsweise eine Wandung auf, kann sich der Durchgangskanal durch die Wandung erstrecken, wobei die Bauteilaußenseite der Umgebung zugewandt ist und die Bauteilinnenseite einem Innenraum des Fahrzeugbauteils zugewandt sein kann. Beispielsweise können der Spoiler, der Stoßfänger oder die anderen genannten Fahrzeugbauteile hohl sein, so dass die Bauteilinnenseite dem Hohlraum bzw. dem Innenraum zugewandt ist. Beim Spoiler oder bei andere derart aufgebauten Fahrzeugbauteilen kann sich der Durchgangskanal durch eine Kunststoffwandung oder eine GFK- oder CFK- Wandung erstrecken. Wenn das Fahrzeugbauteil aus Metall ist, erstreckt sich der Durchgangskanal somit durch ein Blech oder ähnliches.
Ein Aspekt betrifft eine Radarantennenanordnung für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugscheibe, die eine Scheibeninnenseite und eine Scheibenaußenseite aufweist, und mit zumindest einer Radareinrichtung, die zum Senden und/oder Empfangen von Radarstrahlen zumindest eine Antenneneinheit aufweist, wobei in der Fahrzeugscheibe zumindest ein Durchgangskanal angeordnet ist, der sich zwischen der Scheibeninnenseite und der Scheibenaußenseite durch die Fahrzeugscheibe hindurch erstreckt, und dass die zumindest eine Antenneneinheit derart mit dem Durchgangskanal gekoppelt ist, dass die Radarstrahlen zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal verlaufen, bis diese, im Falle des Sendens, an der Scheibenaußenseite aus dem Durchgangskanal ausgetreten sind und/oder nachdem diese, im Falle des Empfangens, an der Scheibenaußenseite in den Durchgangskanal eingetreten sind.
Vorteilhaft ist es, wenn der Durchgangskanal an der Bauteilinnenseite eine Innenöffnung und/oder an der Bauteilaußenseite eine Außenöffnung aufweist. Durch die Innenöffnung sowie durch die Außenöffnung können die Radarstrahlen in den Durchgangskanal eintreten bzw. austreten. Vorteilhaft ist es, wenn der Durchgangskanal an der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe eine Innenöffnung und/oder an der Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe eine Außenöffnung aufweist. Durch die Innenöffnung sowie durch die Außenöffnung können die Radarstrahlen in den Durchgangskanal eintreten bzw. austreten.
Von Vorteil ist es, wenn die zumindest eine Antenneneinheit derart mit dem Durchgangskanal gekoppelt und/oder zu diesem angeordnet ist, dass die Radarstrahlen im Durchgangskanal ausgesendet und/oder empfangen werden. Hierdurch können störende Effekte verhindert werden, die beim Eintreten oder Austreten aus dem Durchgangskanal an der Bauteilinnenseite bzw. beim Durchtreten der Innenöffnung auftreten.
Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Antenneneinheit derart mit dem Durchgangskanal gekoppelt und/oder zu diesem angeordnet ist, dass die Radarstrahlen durch die Innenöffnung treten. Hierdurch kann das Aussenden und/oder das Empfangen der Radarstrahlen außerhalb des Fahrzeugbauteils und insbesondere auf der Seite der Bauteilinnenseite erfolgen, da hier mehr Platz zur Verfügung steht.
Von Vorteil ist es, wenn die Antenneneinheit zumindest eine Sende-/Emp- fangseinheit umfasst, mittels der die Radarstrahlen zum Senden abgestrahlt und/oder zum Empfangen aufgenommen werden können. Die Sende-/Emp- fangseinheit kann auch als Übergangseinheit bezeichnet werden, da durch diese beim Senden ein elektrisches Signal aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie beispielsweise einem Leiter, in Radarstrahlen übergehen. Hier erfolgt ein Übergang von elektromagnetischen Wellen bzw. des elektrischen Signals im leitfähigen Material, beispielsweise im Leiter, in elektromagnetischen Wellen in der Luft (oder einem anderen Medium, dass die Sende- /Empfangseinheit bzw. die Übergangseinheit umgibt). Beim Empfangen erfolgt der Übergang der Radarstrahlen aus der Luft (bzw. dem entsprechen- den umgebenden Medium) in das elektrisch leitfähige Material, beispielsweise in den Leiter. Hierbei tritt das elektrische Signal im elektrisch leitfähigen Material auf. An der Sende-/Empfangseinheit bzw. an der Übergangseinheit werden somit Freiraumwellen zum Senden abgestrahlt und/oder zum Empfangen aufgenommen. Die Freiraumwellen bewegen sich durch Luft oder einem entsprechenden Medium und sind nicht mehr an ein elektrisch leitfähiges Material gebunden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Antenneneinheit, insbesondere die Sende-ZEmp- fangseinheit, an der Bauteilinnenseite angeordnet ist. Hierdurch werden die Radarstrahlen auf der Bauteilinnenseite ausgesendet und/oder empfangen. Die Antenneneinheit bleibt somit insbesondere durch die Wettereinflüsse an der Bauteilaußenseite geschützt und auf der Bauteilinnenseite steht mehr Platz zur Verfügung.
Von Vorteil ist es zusätzlich oder alternativ, wenn die Antenneneinheit, insbesondere die Sende-ZEmpfangseinheit, zumindest teilweise im Durchgangskanal und/oder zumindest teilweise auf der Bauteilinnenseite angeordnet ist. Hierdurch kann der Weg für die Radarstrahlen durch den Durchgangskanal verkürzt werden. Außerdem werden Verluste verhindert, die beim Eintreten bzw. Austreten der Radarstrahlen in bzw. aus dem Durchgangskanal an der Bauteilinnenseite entstehen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Antenneneinheit, insbesondere die Sende-ZEmp- fangseinheit, an oder auf der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet ist. Hierdurch werden die Radarstrahlen auf der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe ausgesendet und/oder empfangen. Die Antenneneinheit bleibt somit insbesondere durch die Wettereinflüsse an der Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe geschützt und auf der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe steht mehr Platz zur Verfügung. Von Vorteil ist es zusätzlich oder alternativ, wenn die Antenneneinheit, insbesondere die Sende-ZEmpfangseinheit, zumindest teilweise im Durchgangskanal und/oder zumindest teilweise auf der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet ist. Hierdurch kann der Weg für die Radarstrahlen durch den Durchgangskanal verkürzt werden. Außerdem werden Verluste verhindert, die beim Eintreten bzw. Austreten der Radarstrahlen in bzw. aus dem Durchgangskanal an der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe entstehen.
Vorteilhaft ist es, wenn sich die Antenneneinheit, insbesondere die Sende- ZEmpfangseinheit, von der Bauteilinnenseite aus in den Durchgangskanal erstreckt. Die Antenneneinheit bzw. die Sende-ZEmpfangseinheit erstreckt sich somit in Richtung Bauteilaußenseite bzw. in Richtung der Umgebung des Fahrzeugs.
Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn die Antenneneinheit, insbesondere die Sende-ZEmpfangseinheit, einen geringeren kürzesten Abstand zur Bauteilinnenseite aufweist als zur Bauteilaußenseite. Die Antenneneinheit bzw. die Sende-ZEmpfangseinheit ist somit näher an der Bauteilinnenseite.
Vorteilhaft ist es, wenn sich die Antenneneinheit, insbesondere die Sende- ZEmpfangseinheit, von der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe aus in den Durchgangskanal erstreckt. Die Antenneneinheit bzw. die Sende-ZEmp- fangseinheit erstreckt sich somit in Richtung Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe bzw. in Richtung der Umgebung des Fahrzeugs.
Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn die Antenneneinheit, insbesondere die Sende-ZEmpfangseinheit, einen geringeren kürzesten Abstand zur Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe aufweist als zur Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe. Die Antenneneinheit bzw. die Sende-/Empfangseinheit ist somit näher an der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe.
Vorteilhaft ist es, wenn die Radareinrichtung eine Leiterplatte umfasst, die mit der zumindest einen Antenneneinheit verbunden ist und die vorzugsweise auf der Bauteilinnenseite angeordnet, insbesondere aufgeklebt, ist. Die Leiterplatte kann somit auch als Trägerelement für die Antenneneinheit und als Fixierung an der Bauteilinnenseite dienen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Radareinrichtung eine Leiterplatte umfasst, die mit der zumindest einen Antenneneinheit verbunden ist und die vorzugsweise auf der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet, insbesondere aufgeklebt, ist. Die Leiterplatte kann somit auch als Trägerelement für die Antenneneinheit und als Fixierung an der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe dienen.
Von Vorteil ist es, wenn die Radareinrichtung zumindest eine Verstärkereinheit und/oder eine Verarbeitungseinheit aufweist, die vorzugsweise auf der Leiterplatte angeordnet sind und/oder mit dieser gekoppelt sind. Hierdurch kann das elektrische Signal zum Aussenden als Radarstrahlen aufbereitet und/oder verstärkt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das elektrische Signal der empfangenen Radarstrahlen verstärkt und/oder aufbereitet werden. Alternativ kann die Leiterplatte auch Anschlüsse aufweisen, um das elektrische Signal zuzuführen und/oder abzuführen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Antenneneinheit als Hornantenne und/oder als Yagi-Uda-Antenne ausgebildet ist. Hierbei kann die zumindest eine Antenneneinheit auch so ausgebildet sein, dass diese als Hornantenne und/oder als Yagi-Uda-Antenne betrieben werden kann. Insbesondere kann die zumindest eine Antenneneinheit so ausgebildet sein, dass diese gemäß dem Prinzip einer Hornantenne und/oder gemäß dem Prinzip einer Yagi-Uda-Antenne betrieben wird. Beispielsweise weist die Yagi-Uda-Antenne bzw. das entsprechende Prinzip, eine gute Richtungssensitivität beim Empfangen und/oder eine gute Richtungsabstrahlung beim Senden auf. Ähnliches gilt für das Prinzip der Hornantenne.
Von Vorteil ist es, wenn die Antenneneinheit eine Führungseinheit zum Führen der Radarstrahlen umfasst. Hierbei können die Führungseinheit und die Sende-ZEmpfangseinheit aufeinander, insbesondere räumlich und/oder bezüglich deren elektromagnetischen Eigenschaften, abgestimmt sein. Die Führungseinheit kann beispielsweise in deren Abmessungen auf eine bestimmte Frequenz oder einen bestimmten Frequenzbereich auf die Sende- ZEmpfangseinheit angepasst bzw. abgestimmt sein. Sendet beispielsweise die Sende-ZEmpfangseinheit in einem bestimmten Frequenzbereich, kann die Führungseinheit in deren Abmessungen darauf abgestimmt sein, so dass die Radarstrahlen verlustarm abgestrahlt werden. Selbiges gilt für das Empfangen. Beim räumlichen Abstimmen der Führungseinheit zur Sende-ZEmp- fangseinheit kann darauf geachtet werden, dass der Übergang zwischen Führungseinheit und Sende-ZEmpfangseinheit verlustarm für die Radarstrahlen ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Führungseinheit die Form eines Zylinders und/oder eines Trichters aufweist. Der Trichter kann beispielsweise beim Prinzip der Hornantenne verwendet werden. Die Führungseinheit in Form des Zylinders kann beispielsweise dann verwendet werden, wenn mittels der Führungseinheit die Radarstrahlen geleitet werden. Die Führungseinheit kann hier somit als Hohlleiter dienen.
Von Vorteil ist es, wenn die Führungseinheit zumindest teilweise im Durchgangskanal, insbesondere an einer Innenseite des Durchgangskanals, angeordnet ist. Die Führungseinheit kleidet somit den Durchgangskanal aus. Vorteilhaft ist es, wenn die Führungseinheit mittels einer Beschichtung aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet ist, die an der Innenseite des Durchgangskanals angeordnet ist. Die Beschichtung kann sehr dünn ausgebildet werden, so dass die Führungseinheit platzsparend ausgebildet werden kann.
Von Vorteil ist es, wenn die Führungseinheit mittels eines, insbesondere geschlossenen, Leiters ausgebildet ist. Dieser kann punktuell angebracht werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Antenneneinheit eine Wandlereinheit umfasst, die an der Bauteilaußenseite angeordnet ist, mittels der, im Falle des Empfangens der Radarstrahlen, die Radarstrahlen aufgenommen und in den Durchgangskanal abgestrahlt werden können und, im Falle des Sendens, die Radarstrahlen aus dem Durchgangskanal aufgenommen und von dem Fahrzeugbauteil weg abgestrahlt werden können. Die Wandlereinheit kann auch die Sende-/Empfangseinheit oder die oben beschriebene Übergangseinheit sein. Die Wandlereinheit kann auch den Durchgangskanal abdecken. Hier kann der Durchgangskanal als Wellenleitkanal verwendet werden. Durch die Sende-/Empfangseinheit im Bereich der Bauteilinnenseite werden die Radarstrahlen in den Durchgangskanal eingespeist. Durch die Wandlereinheit oder die Sende-/Empfangseinheit oder die Übergangseinheit an der Bauteilaußenseite werden die Radarstrahlen im Durchgangskanal an die Umgebung übertragen. Beim Empfangen werden die Radarstrahlen der Umgebung in den Durchgangskanal übertragen und von der Sende-/Empfangseinheit im Bereich der Bauteilinnenseite aufgenommen. Mit Hilfe des Durchgangskanals können die Radarstrahlen verlustarm geleitet werden. Im Durchgangskanal ist hierbei vorteilhafterweise die Führungseinheit angeordnet oder an der Innenseite des Durchgangskanals ist ein elektrisch leitfähiger Leiter, beispielsweise als Beschichtung, als Führungseinheit oder als Einsatz, angeordnet. Vorteilhaft ist es, wenn die Antenneneinheit eine Wandlereinheit umfasst, die an der Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet ist, mittels der, im Falle des Empfangens der Radarstrahlen, die Radarstrahlen aufgenommen und in den Durchgangskanal abgestrahlt werden können und, im Falle des Sendens, die Radarstrahlen aus dem Durchgangskanal aufgenommen und von der Fahrzeugscheibe weg abgestrahlt werden können. Die Wandlereinheit kann auch die Sende-/Empfangseinheit oder die oben beschriebene Übergangseinheit sein. Die Wandlereinheit kann auch den Durchgangskanal abdecken. Hier kann der Durchgangskanal als Wellenleitkanal verwendet werden. Durch die Sende-/Empfangseinheit im Bereich der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe werden die Radarstrahlen in den Durchgangskanal eingespeist. Durch die Wandlereinheit oder die Sende-/Emp- fangseinheit oder die Übergangseinheit an der Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe werden die Radarstrahlen im Durchgangskanal an die Umgebung übertragen. Beim Empfangen werden die Radarstrahlen der Umgebung in den Durchgangskanal übertragen und von der Sende-/Empfangsein- heit im Bereich der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe aufgenommen. Mit Hilfe des Durchgangskanals können die Radarstrahlen verlustarm geleitet werden. Im Durchgangskanal ist hierbei vorteilhafterweise die Führungseinheit angeordnet oder an der Innenseite des Durchgangskanals ist ein elektrisch leitfähiger Leiter, beispielsweise als Beschichtung, als Führungseinheit oder als Einsatz, angeordnet.
Von Vorteil ist es, wenn der Durchgangskanal zumindest teilweise mit einer Füllung ausgefüllt ist und/oder an der Bauteilaußenseite und/oder an der Bauteilinnenseite mit einer Abdeckung abgedeckt ist, wobei die Füllung und/oder die Abdeckung im Vergleich zu einem Bauteilmaterial des Fahrzeugbauteils eine vorzugsweise geringere Perm ittivität aufweisen. Hierdurch kann das Eindringen von Wasser und Schmutz verhindert werden. Durch das Material mit der im Vergleich zum Bauteilmaterial geringeren Permittivität werden die Radarstrahlen nur wenig gedämpft. Von Vorteil ist es, wenn der Durchgangskanal zumindest teilweise mit einer Füllung ausgefüllt ist und/oder an der Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe und/oder an der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe mit einer Abdeckung abgedeckt ist, wobei die Füllung und/oder die Abdeckung im Vergleich zu einem Scheibenmaterial der Fahrzeugscheibe eine vorzugsweise geringere Perm ittivität aufweisen. Hierdurch kann das Eindringen von Wasser und Schmutz verhindert werden. Durch das Material mit der im Vergleich zum Scheibenmaterial der Fahrzeugscheibe geringeren Permittivität werden die Radarstrahlen nur wenig gedämpft.
Vorteilhaft ist es, wenn die Füllung ein Schaum, beispielsweise aus Kunststoff, und/oder ein Harz ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Abdeckung aus einem Harz und/oder einem Kunststoff sein.
Von Vorteil ist es, wenn in dem Durchgangskanal, insbesondere als Führungseinheit, ein Einsatz zur Stabilisierung und vorzugsweise zum Führen der Radarstrahlen angeordnet ist, wobei der Einsatz vorzugsweise aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff und/oder faserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist. Wenn der Einsatz zur Stabilisierung und als Führungseinheit zum Führen der Radarstrahlen dient, kann auf weitere Bauteile verzichtet werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Durchgangskanal einen runden, eckigen oder elliptischen Kanalquerschnitt aufweist. Der Kanalquerschnitt, wie beispielsweise Form und/oder Abmessungen, kann jedoch insbesondere auf die Frequenz oder den Frequenzbereich der Radarstrahlen abgestimmt sein.
Von Vorteil ist es, wenn sich der Kanalquerschnitt des Durchgangskanals von Bauteilinnenseite in Richtung der Bauteilaußenseite, insbesondere kontinuierlich, vergrößert. Hierdurch kann die Trichterform ausgebildet werden. Außerdem steht hierdurch eine größere Eintrittsfläche für die eingehenden Radarstrahlen zur Verfügung. Die Radarstrahlen können durch den in Richtung Bauteilinnenseite kleiner werdenden Kanalquerschnitt verstärkt werden. Vorteilhaft ist es, wenn der Kanalquerschnitt des Durchgangskanals von der Bauteilinnenseite in Richtung der Bauteilaußenseite zumindest abschnittsweise gleichbleibend ist. Hierdurch ist der Durchgangskanal abschnittsweise zylinderförmig.
Von Vorteil ist es, wenn sich der Kanalquerschnitt des Durchgangskanals von der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe in Richtung der Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe, insbesondere kontinuierlich, vergrößert. Hierdurch kann die Trichterform ausgebildet werden. Außerdem steht hierdurch eine größere Eintrittsfläche für die eingehenden Radarstrahlen zur Verfügung. Die Radarstrahlen können durch den in Richtung Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe kleiner werdenden Kanalquerschnitt verstärkt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Kanalquerschnitt des Durchgangskanals von der Scheibeninnenseite der Fahrzeugscheibe in Richtung der Scheibenaußenseite der Fahrzeugscheibe zumindest abschnittsweise gleichbleibend ist. Hierdurch ist der Durchgangskanal abschnittsweise zylinderförmig.
Von Vorteil ist es, wenn der Durchgangskanal mittels Bohren, Ätzen, Lasern oder Schneiden ausgebildet ist. Hierdurch kann der Durchgangskanal auf einfache Weise und sehr genau ausgebildet werden.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Fahrzeug mit einer wie oben beschriebenen Radarantennenanordnung.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische seitliche Schnittansicht einer Radarantennenanordnung mit einer Antenneneinheit als Hornantenne, Figur 2 eine schematische Schnittansicht einer Radarantennenanordnung,
Figur 3 eine schematische Schnittansicht einer Radarantennenanordnung mit einer Antenneneinheit im Yagi-Uda-Prinzip und
Figur 4 eine schematische Schnittansicht einer Radarantennenanordnung mit einer Antenneneinheit als Hornantenne.
In den folgenden Figuren ist die Erfindung anhand einer Fahrzeugscheibe als Fahrzeugbauteil beschrieben. Entsprechend ist im Folgenden eine Bauteilinnenseite eine Scheibeninnenseite und eine Bauteilaußenseite eine Scheibenaußenseite. Wie weiter oben bereits beschrieben ist, kann das Fahrzeugbauteil zusätzlich oder alternativ auch ein Stoßfänger, eine Verkleidung einer Fahrzeugaußenhaut, eine Säulenabdeckplatte des Fahrzeugs, eine Verkleidung von Fensterrändern, ein Spoiler und/oder ein Windabweiser sein. Die Bauteilinnenseite bzw. die Bauteilaußenseite ist somit am entsprechenden Fahrzeugbauteil angeordnet. Beispielhaft sind die Bauteilinnenseite bzw. die Bauteilaußenseite für den Spoiler eine Spoilerinnenseite bzw. eine Spoileraußenseite. Entsprechendes gilt dann für die anderen Fahrzeugbauteile.
In Figur 1 ist eine schematische seitliche Schnittansicht einer Radarantennenanordnung 1 für ein Fahrzeug mit einem Ausschnitt einer Draufsicht auf die Fahrzeugscheibe 2 gezeigt. Die Fahrzeugscheibe 2 ist nur teilweise gezeigt und der Ausschnitt der Draufsicht ist rechts unten in dem rechteckigen Rahmen gezeigt. Das Fahrzeug ist hier nicht gezeigt. Die Radarantennenanordnung 1 umfasst eine Fahrzeugscheibe 2, die hier nur teilweise gezeigt ist. Die Fahrzeugscheibe 2 kann beispielsweise als eine Verbundscheibe ausgebildet sein, d.h. die Fahrzeugscheibe 2 kann aus mehreren einzelnen Scheiben aufgebaut sein, die mittels einer dazwischenliegenden Folie miteinander verbunden sind. Die Fahrzeugscheibe 2 umfasst des Weiteren eine Scheibeninnenseite 3 und eine Scheibenaußenseite 4. Bei vorgesehener Anordnung der Fahrzeugscheibe 2 im Fahrzeug ist die Scheibeninnenseite 3 einem Fahrzeuginnenraum und die Scheibenaußenseite 4 einer Umgebung des Fahrzeugs zugewandt. Bei der Fahrzeugscheibe 2 kann es sich beispielsweise um eine Windschutzscheibe, eine Heckscheibe und/oder um Seitenscheiben beim Fahrzeug handeln.
Ferner umfasst die Radarantennenanordnung 1 eine Radareinrichtung 5, die zumindest eine Antenneneinheit 6 zum Senden und/oder Empfangen von Radarstrahlen 8, 9 aufweist. Die hier gezeigten Radarstrahlen 8 werden ausgesendet und die gezeigten Radarstrahlen 9 werden empfangen. Mit Hilfe der Radarstrahlen 8, 9 können beispielsweise Abstände zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug gemessen werden. Dies dient insbesondere zur Verbesserung der Fahrsicherheit im Verkehr, wobei hierzu beispielsweise mittels der Messung der Abstände ein Bremsvorgang oder ein Ausweichmanöver ausgeführt werden kann.
Hier sind mit dem Bezugszeichen 8 ausgesendete Radarstrahlen gekennzeichnet, die von der Radareinrichtung 5 bzw. von der Antenneneinheit 6 ausgesendet sind. Mit dem Bezugszeichen 9 sind hier eingehende Radarstrahlen gekennzeichnet, die von einem Objekt reflektiert wurden und zurück zur Radareinrichtung 5 bzw. zu Antenneneinheit 6 laufen. Die eingehenden Radarstrahlen 9 werden anschließend von der Radareinrichtung 5 bzw. von der Antenneneinheit 6 empfangen. Anhand einer Laufzeit der Radarstrahlen 8, 9 kann ein Abstand zwischen Objekt und Fahrzeug ermittelt werden.
Außerdem ist in der Fahrzeugscheibe 2 zumindest ein Durchgangskanal 7 angeordnet, der sich zwischen der Scheibeninnenseite 3 und der Scheibenaußenseite 4 durch die Fahrzeugscheibe 2 hindurch erstreckt. Der Durchgangskanal 7 erstreckt sich hier vollständig durch die Fahrzeugscheibe 2.
Die zumindest eine Antenneneinheit 6 ist weiterhin derart mit dem Durchgangskanal 7 gekoppelt, dass die Radarstrahlen 8, 9 zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal 7 verlaufen, bis diese, im Falle des Sendens, an der Scheibenaußenseite 4 aus dem Durchgangskanal 7 ausgetreten und/oder nachdem diese, im Falle des Empfangens an der Scheibenaußenseite 4 in den Durchgangskanal 7 eingetreten sind. Hier sind schematisch ebenfalls ausgesendete Radarstrahlen 8 im Durchgangskanal 7 gezeigt. Natürlich können auch die eingehenden Radarstrahlen 9 im Durchgangskanal 7 angeordnet sein, wobei diese der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Insbesondere sendet die zumindest eine Antenneneinheit 6 die Radarstrahlen 8 so aus, dass diese zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal 7 verlaufen. Zusätzlich oder alternativ empfängt die zumindest eine Antenneneinheit 6 die Radarstrahlen 9 so, dass diese zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal 7 verlaufen. Hierdurch kann der Ort, an dem die Radarstrahlen 8, 9 ausgesendet und/oder empfangen werden, in Richtung Scheibeninnenseite 3 verschoben werden. Außerdem kann hierdurch die zumindest eine Antenneneinheit 6 auf der Scheibeninnenseite
3 angeordnet werden. Durch den Durchgangskanal 7 werden die Radarstrahlen 8, 9 nicht oder nur wenig durch die Fahrzeugscheibe 2 beeinflusst. Zusätzlich oder alternativ kann die zumindest eine Antenneneinheit 6 aus Richtung der Scheibeninnenseite 3 die Radarstrahlen 8, 9 aussenden bzw. empfangen. Durch den Durchgangskanal 7, der sich bis zur Scheibenaußenseite
4 erstreckt, werden außerdem Radarstrahlen 8, 9 nicht bzw. nur sehr gering von der Fahrzeugscheibe 2 beeinflusst. So werden die Radarstrahlen 8, 9 nicht oder nur kaum an einem Übergang zwischen Luft oder einem anderen Medium und der Fahrzeugscheibe 2 gebrochen bzw. gestreut, was die Abstandsmessung verfälschen kann. Außerdem werden die Radarstrahlen 8, 9 nicht oder so wenig wie möglich durch die Fahrzeugscheibe 2 gedämpft, so dass die Radareinrichtung 5 nur eine sehr kleine elektrische Leistung benötigt.
Wenn die Radarstrahlen 8, 9 zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal 7 verlaufen, werden die Radarstrahlen 8, 9 näher an der Scheibeninnenseite 3 gesendet bzw. empfangen. Hierdurch kann auf Leitungen durch die Fahrzeugscheibe 2 verzichtet werden, die das elektrische Signal durch die Fahrzeugscheibe 2 führen. Derartige Leitungen sind insbesondere für Hochfrequenzanwendungen, insbesondere im Bereich über 10 GHz, ungeeignet, da dies sehr verlustbehaftet ist. Dahingegen ist es verlustärmer, wenn die Radarstrahlen 8, 9 zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal 7 geführt werden.
Der Durchgangskanal 7 erstreckt sich weiterhin vollständig durch die Fahrzeugscheibe 2. Der Durchgangskanal 7 weist an der Scheibeninnenseite 3 eine Innenöffnung 10 sowie an der Scheibenaußenseite 4 eine Außenöffnung 11 auf. Infolgedessen können die Radarstrahlen 8, 9 durch die Innenöffnung 10 und/oder durch die Außenöffnung 11 in den Durchgangskanal 7 eintreten bzw. austreten.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in den Durchgangskanal 7 ein Einsatz 12 angeordnet, um eine Stabilität des Durchgangskanals 7 bzw. der Fahrzeugscheibe 2 um den Durchgangskanal 7 zu erhöhen. Gemäß der ebenfalls gezeigten Draufsicht rechts unten ist der Einsatz 12 rund ausgebildet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Durchgangskanal 7 mit Hilfe einer Abdeckung 23 im Bereich der Scheibenaußenseite 4 abgedeckt. Hierdurch kann das Eindringen von Wasser oder Schmutz in den Durchgangskanal 7 verhindert werden. Die Abdeckung 23 ist in der Draufsicht nicht gezeigt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Antenneneinheit 6 als eine Hornantenne ausgebildet. Diese hier gezeigte Antenneneinheit 6 umfasst eine Führungseinheit 14, mittels dem die Radarstrahlen 8, 9 geführt werden können. Mit Hilfe der Führungseinheit 14 können die Radarstrahlen 8, 9 beim Senden und/oder Empfangen durch den Durchgangskanal 7 geführt werden. Insbesondere können hiermit die Radarstrahlen 8, 9 an der Fahrzeugscheibe 2 vorbeigeführt werden, so dass diese nicht an dieser gebrochen, gestreut oder gedämpft werden. Die Führungseinheit 14, insbesondere ein erstes Führungsende 17 der Führungseinheit 14, ist dabei vorteilhafterweise mit der Scheibenaußenseite 4 bündig. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Führungseinheit 14 aus einem elektrisch leitfähigen Material ist, so dass die Führungseinheit 14 die Radarstrahlen 8, 9 leiten kann. Des Weiteren ist die Führungseinheit 14 konisch ausgebildet. Die Führungseinheit 14 weitet sich hier von der Scheibeninnenseite 3 in Richtung Scheibenaußenseite 4 auf. Die Führungseinheit 14 ist somit trichterförmig ausgebildet. Hierdurch können die Radarstrahlen durch eine große Öffnung am ersten Ende aus- bzw. eintreten. Die Führungseinheit 14 erfüllt weiterhin die Funktion eines Hohlleiters.
In einem hier nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Führungseinheit 14 auch mittels des Einsatzes 12 ausgebildet sein. Der Einsatz 12 kann dann beispielsweise eine zylinderförmige Außenseite aufweisen, um in den zylinderförmigen Durchgangskanal 7 eingesetzt werden zu können. Eine Innenfläche des Einsatzes 12 kann dann konisch sein bzw. sich in Richtung Scheibeninnenseite 3 verjüngen.
Die Antenneneinheit 6 kann ferner, wie hier gezeigt ist, eine Sende-ZEmp- fangseinheit 15 umfassen, mittels der die Radarstrahlen 8, 9 abgestrahlt und/oder aufgenommen werden können. Am Ort der Sende-ZEmpfangsein- heit 15 werden die Radarstrahlen 8, 9 abgestrahlt und/oder aufgenommen. Die Radarstrahlen 8 können somit, im Falle des Sendens, von der Sende- ZEmpfangseinheit 15 weg verlaufen. Im Falle des Empfangens verlaufen die Radarstrahlen 9 bis zur Sende-/Empfangseinheit 15. In beiden Fällen dann zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal 7.
Die Sende-/Empfangseinheit 15 weist insbesondere ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise einen Leiter auf, durch den die gebundenen elektrischen Signale in Radarstrahlen 8, 9 zum Senden übertragen werden. Beim Empfangen überträgt die Sende-/Empfangseinheit 15 die Radarstrahlen 8, 9 in das elektrische Signal im elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise den Leiter. Die Sende-/Empfangseinheit 15 kann somit auch als Übertragungseinheit bezeichnet werden.
Die Antenneneinheit 6, insbesondere die Sende-/Empfangseinheit 15, ist auf der Scheibeninnenseite 3 angeordnet, so dass die Radarstrahlen 8, 9 zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal 7 verlaufen.
Die Führungseinheit 14 weist ein zweites Führungsende 18 auf, welches auf der zum ersten Führungsende 17 gegenüberliegenden Ende der Führungseinheit 14 angeordnet ist. Im Bereich des zweiten Führungsendes 18 ist die Sende-/Empfangseinheit 15 angeordnet, mittels der die Radarstrahlen 8, 9 zum Senden abgestrahlt und/oder zum Empfangen aufgenommen werden. Mit Hilfe der Sende-ZEmpfangseinheit 15 wird aus einem elektrischen Signal die ausgesendeten Radarstrahlen 8 erzeugt. Zusätzlich oder alternativ werden beim Aufnehmen die eingehenden Radarstrahlen 9 in ein elektrisches Signal umgesetzt. Die Sende-ZEmpfangseinheit 15 umfasst eine elektrisch leitfähige Einheit, mittels der der Übergang des elektrischen Signals in elektromagnetische Wellen in Luft bzw. von den elektromagnetischen Wellen in der Luft in das elektrische Signal erfolgen kann. Des Weiteren umfasst die Radareinrichtung 5 bzw. die Antenneneinheit 6 eine Leiterplatte 16 mit der das elektrische Signal geführt werden kann. Vorzugsweise umfasst die Radareinrichtung 5 eine Verstärkungseinheit 24 und/oder eine Verarbeitungseinheit 25, die auch auf der Leiterplatte 16, beispielsweise in Form eines Chips, angeordnet sein können. Alternativ kann die Leiterplatte 16 auch die Verbindung zu Verstärkungseinheit 24 und/oder zur Verarbeitungseinheit 25 herstellen.
Wie weiterhin in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, ist die Sende-ZEmp- fangseinheit 15 außerhalb der Fahrzeugscheibe 2 und auf der Scheibeninnenseite 3 zugewandten Seite der Fahrzeugscheibe 2 angeordnet. Die von der Sende-ZEmpfangseinheit 15 abgestrahlten, ausgesendeten Radarstrahlen 8 treten, insbesondere an der Scheibeninnenseite 3, in den Durchgangskanal 7 ein und an der Scheibenaußenseite 4 aus dem Durchgangskanal 7 aus. Beim Aufnehmen der eingehenden Radarstrahlen 9 treten diese zuerst an der Scheibenaußenseite 4 in den Durchgangskanal 7 ein und, insbesondere an der Scheibeninnenseite 3, aus dem Durchgangskanal 7 aus, bis sie zur Sende-ZEmpfangseinheit 15 gelangen. Wenn die Sende-ZEmpfangsein- heit 15 im Durchgangskanal 7 angeordnet ist, treten die Radarstrahlen 8, 9 natürlich nicht an der Scheibeninnenseite 3 aus dem Durchgangskanal 7 aus.
Die Fahrzeugscheibe 2 behindert somit die Radarstrahlen 8, 9 nicht beim Durchtreten der Fahrzeugscheibe 2.
Wie des Weiteren hier zu sehen ist, ist die Führungseinheit 14 konisch ausgebildet, wobei eine Öffnung der Führungseinheit 14 im Bereich des ersten Führungsendes 17 größer ist als eine Öffnung der Führungseinheit 14 im Bereich des zweiten Führungsendes 18. Somit weist die Führungseinheit 14 die Form eines Trichters auf. Wie weiterhin in der Draufsicht zu sehen ist, weist die Führungseinheit 14 einen rechteckigen Querschnitt auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Führungseinheit 14 auch rund, oval, elliptisch oder n-eckig sein.
Merkmale, welche bereits in der zumindest einen vorgegangenen Figur beschrieben sind, können der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt werden. Ferner können Merkmale auch erst in dieser oder in zumindest einer der nachfolgenden Figuren beschrieben werden. Des Weiteren werden der Einfachheit halber für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Außerdem können der Übersichtlichkeit halber nicht mehr alle Merkmale in den folgenden Figuren gezeigt und/oder mit einem Bezugszeichen versehen sein. Es können jedoch in einer oder mehreren der vorangegangenen Figuren gezeigte Merkmale auch in dieser oder in einer oder mehreren der nachfolgenden Figuren vorhanden sein. Ferner können der Übersichtlichkeit halber Merkmale auch erst in dieser oder in einer oder mehreren der nachfolgenden Figuren gezeigt und/oder mit einem Bezugszeichen versehen sein. Nichtsdestotrotz können Merkmale, welche erst in einer oder mehreren der nachfolgenden Figuren gezeigt sind, auch bereits in dieser oder einer vorangegangenen Figur vorhanden sein.
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht der Radarantennenanordnung 1 . Der Durchgangskanal 7 erstreckt von der Scheibeninnenseite 3 bis zur Scheibenaußenseite 4.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Antenneneinheit 6 die Sende-/Empfangseinheit 15, mittels der die Radarstrahlen 8, 9 abgestrahlt und/oder aufgenommen werden. Die Sende-ZEmpfangseinheit 15 ist hier auf bzw. an der Scheibeninnenseite 3 angeordnet und kann dort die Radarstrahlen 8, 9 in den Durchgangskanal 7 abstrahlen und/oder aus diesem aufnehmen. Weiterhin kann die Sende-ZEmpfangseinheit 15 auch zumindest teilweise im Durchgangskanal 7 angeordnet sein. Jedoch erstreckt sich die Sende-ZEmpfangseinheit 15 von der Scheibeninnenseite 3 in den Durchgangskanal 7. Die Sende-ZEmpfangseinheit 15 ist, wie hier gezeigt ist, mit einer Leiterplatte 16 gekoppelt.
Im Durchgangskanal 7 ist die Führungseinheit 14 angeordnet, die an einer Innenseite 20 des Durchgangskanals 7 angeordnet ist. Somit kleidet die Führungseinheit 14 den Durchgangskanal 7 aus. Die Führungseinheit 14 ist als elektrisch leitfähiges Element ausgebildet, um durch die Führungseinheit 14 und den Durchgangskanal 7 einen Hohlleiter auszubilden. Die Führungseinheit 14 ist hierzu vorteilhafterweise zylinderförmig bzw. geschlossen ausgebildet. Des Weiteren kann die Führungseinheit 14 als Rohr oder als Einsatz 12, wie in Figur 1 gezeigt ist, ausgebildet sein, welches eingesetzt ist. Alternativ kann es an der Innenseite 20 aufgedampft oder aus einem flüssigen Metall durch Ablagern ausgebildet sein. Da der Durchgangskanal 7 und die Führungseinheit 14 als Hohlleiter fungieren, werden die Radarstrahlen 8, 9, insbesondere in Frequenzbereichen über 10 GHz, durch den Durchgangskanal 7 sehr verlustarm geführt. Der Durchgangskanal 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Wellenleitkanal.
Auf der zur Sende-/Empfangseinheit 15 gegenüberliegenden Seite des Durchgangskanals 7 bzw. im Bereich der Scheibenaußenseite 4 ist eine Wandlereinheit 19 angeordnet. Diese nimmt beim Senden die von der Sende-/Empfangseinheit 15 abgestrahlten und nun ausgesendeten Radarstrahlen 8 auf und strahlt die aufgenommenen Radarstrahlen 9 in die Umgebung ab. Beim Empfangen nimmt die Wandlereinheit 19 die eingehenden Radarstrahlen 9 auf und gibt diese in den Durchgangskanal 7 ab, so dass die eingehenden Radarstrahlen 9 zur Sende-/Empfangseinheit 15 gelangen.
In Figur 3 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Radarantennenanordnung gezeigt, wobei hier die Antenneneinheit 6 als Yagi-Uda-An- tenne ausgebildet ist bzw. zumindest auf dem Yagi-Uda-Prinzip beruht.
Hier erstreckt sich die Antenneneinheit 6 in den Durchgangskanal 7 hinein. Wie bereits beschrieben ist, ist die Antenneneinheit 6 nach dem Yagi-Uda- Prinzip aufgebaut, welche sehr gut Radarstrahlen 8, 9 in eine bestimmte Richtung senden und/oder aus einer bestimmten Richtung empfangen kann.
Die hier beschriebene Antenneneinheit 6 umfasst die Sende-ZEmpfangsein- heit 15 zum Abstrahlen der ausgesendeten Radarstrahlen 8 und/oder zum Aufnehmen der eingehenden Radarstrahlen 9. Von der Sende-/Empfangs- einheit 15 in Richtung der Scheibeninnenseite 3 weist die Antenneneinheit 6 einen Reflektor 21 auf, mittels dem die Radarstrahlen 8, 9 reflektiert werden können, die in Richtung Scheibeninnenseite 3 verlaufen. Des Weiteren umfasst die Antenneneinheit 6 Direktoren 22, wobei hier zwei Direktoren 22 gezeigt sein. Mit Hilfe der Direktoren 22 können die Radarstrahlen 8, 9 in eine bestimmte Richtung abgestrahlt werden und/oder aus einer bestimmten Richtung erfasst werden. Die Direktoren 22 sind von der Sende-ZEmpfangs- einheit 15 aus in Richtung der Scheibenaußenseite 4 angeordnet. Die Direktoren 22, die Sende-ZEmpfangseinheit 15 und der Reflektor 21 sind an einem Träger 26 angeordnet. Die Richtung, mit der die Radarstrahlen 8, 9 überwiegend abgestrahlt und/oder aufgenommen werden, wird somit durch die Gerade festgelegt, die die Direktoren 22, die Sende-ZEmpfangseinheit 15 und der Reflektor 21 definieren. Diese Richtung ist auch die Richtung der größten Sensitivität, wobei diese Richtung auch durch die Richtung des Trägers 26 festgelegt wird. Mit Hilfe des Trägers 26 kann auch das elektrische Signal zur Sende-ZEmpfangseinheit 15 geführt und/oder von dieser weggeführt werden. Dazu kann der Träger 26 beispielsweise einen hier nicht gezeigten elektrischen Leiter aufweisen.
Mit Hilfe der Antenneneinheit 6 gemäß des Yagi-Uda-Prinzips bzw. mit Hilfe der starken Fokussierung der Antenneneinheit 6, kann Radarantennenanordnung 1 verlustarm betrieben werden.
Die Antenneneinheit 6 ist ferner hier im Durchgangskanal 7 angeordnet. Zusätzlich kann die Antenneneinheit 6 auch zumindest teilweise, insbesondere auf der zu den Direktoren 22 abgewandten Seite, aus dem Durchgangskanal 7 herausragen. Die Antenneneinheit 6 ragt somit teilweise an der Scheibeninnenseite 3 aus dem Durchgangskanal 7.
Des Weiteren ist der Durchgangskanal 7 mit einer Füllung 13 ausgefüllt, um die Stabilität der hier gezeigten Antenneneinheit 6 zu erhöhen. In der Draufsicht sind die Außenöffnung 11 , der Durchgangskanal 7, die Innenöffnung 10 und die Antenneneinheit 6 zu sehen. Die Öffnungen 10, 11 können hierbei rund, oval oder eckig ausgebildet sein.
Figur 4 zeigt eine weitere Schnittansicht einer Radarantennenanordnung 1 , wobei eine Draufsicht auf die Fahrzeugscheibe 2, den Durchgangskanal 7 und die Antenneneinheit 6 in dem Kasten rechts unten gezeigt ist.
Die hier gezeigte Antenneneinheit 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Hornantenne ausgebildet bzw. ist nach dem Funktionsprinzip der Hornan- tenne ausgebildet. Die Führungseinheit 14 bildet hier wieder den Trichter, wobei die Führungseinheit 14 die Radarstrahlen 8, 9 zum Aufnehmen an die Sende-/Empfangseinheit 15 führt und/oder nach dem Abstrahlen durch die Sende-ZEmpfangseinheit 15 zur Umgebung führt. Hier sind wieder schematisch die ausgesendeten Radarstrahlen 8 gezeigt, die noch im Durchgangskanal 7 angeordnet sind. Mit Hilfe der hier gezeigten Antenneneinheit 6 können die Radarstrahlen 8, 9 gut in eine Richtung abgestrahlt werden bzw. gut aus einer Richtung empfangen werden, so dass die Radarantennenanordnung 1 verlustarm betrieben werden kann.
Die Führungseinheit 14 kann wieder als entsprechend geformtes Rohr oder mittels einem Beschichtungsverfahrens ausgebildet sein. Beim Beschichtungsverfahren wird die Innenseite 20 des Durchgangskanals 7 mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet. Die Führungseinheit 14 kann auch mittels des Einsatz 12 ausgebildet sein, der entsprechend geformt ist.
Der Durchgangskanal 7 ist hier ferner mit einer Abdeckung 23 abgedeckt, wobei diese insbesondere die Außenöffnung 11 abdeckt, so dass auf einfache Weise verhindert werden kann, dass Wasser oder Schmutz zur Antenneneinheit 6 gelangt. In der Draufsicht sind die Außenöffnung 11 , der Durchgangskanal 7, die Innenöffnung 10 und die Antenneneinheit 6 zu sehen. Die Öffnungen 10, 11 sind eckig ausgebildet, wobei die Führungseinheit 14 bzw. der Trichter eckig bzw. kastenförmig ist. Infolgedessen sind die Außenöffnung 11 und/oder die Innenöffnung 10 rechteckig oder im Allgemeinen eckig.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist über der Innenöffnung 10 die Sende-ZEmpfangseinheit 15 angeordnet. Die Sende-ZEmpfangseinheit 15 ist ferner an der Scheibeninnenseite 3 angeordnet.
Des Weiteren ist die Sende-ZEmpfangseinheit 15 bzw. die Antenneneinheit 6 mit der Leiterplatte 16 gekoppelt, die Verstärker- und/oder Verarbeitungseinheiten der Radareinrichtung 5 aufweisen oder eine Verbindung zu diesen herstellen kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezuqszeichenhste
1 Radarantennenanordnung
2 Fahrzeugscheibe
3 Scheibeninnenseite
4 Scheibenaußenseite
5 Radareinrichtung
6 Antenneneinheit
7 Durchgangskanal
8 ausgesendete Radarstrahlen
9 eingehende Radarstrahlen
10 Innenöffnung
11 Außenöffnung
12 Einsatz
13 Füllung
14 Führungseinheit
15 Sende-/Empfangseinheit
16 Leiterplatte
17 erstes Führungsende
18 zweites Führungsende
19 Wandlereinheit
20 Innenseite
21 Reflektor
22 Direktoren
23 Abdeckung
24 Verstärkereinheit
25 Verarbeitungseinheit
26 Träger

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Radarantennenanordnung (1 ) für ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugbauteil (2), das eine Bauteilinnenseite (3) und eine Bauteilaußenseite (4) aufweist, und mit zumindest einer Radareinrichtung (5), die zum Senden und/oder Empfangen von Radarstrahlen (8, 9) zumindest eine Antenneneinheit
(6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrzeugbauteil (2) zumindest ein Durchgangskanal (7) angeordnet ist, der sich zwischen der Bauteilinnenseite (3) und der Bauteilaußenseite (4) durch das Fahrzeugbauteil
(2) hindurch erstreckt, und dass die zumindest eine Antenneneinheit (6) derart mit dem Durchgangskanal (7) gekoppelt ist, dass die Radarstrahlen (8, 9) zumindest abschnittsweise durch den Durchgangskanal (7) verlaufen, bis diese, im Falle des Sendens, an der Bauteilaußenseite (4) aus dem Durchgangskanal (7) ausgetreten sind und/oder nachdem diese, im Falle des Empfangens, an der Bauteilaußenseite (4) in den Durchgangskanal (7) eingetreten sind. Radarantennenanordnung (1 ) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugbauteil eine Fahrzeugscheibe, ein Stoßfänger, eine Verkleidung einer Fahrzeugaußenhaut, eine Säulenabdeckplatte des Fahrzeugs, eine Verkleidung von Fens- terrändern, ein Spoiler und/oder ein Windabweiser ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal
(7) an der Bauteilinnenseite (3) eine Innenöffnung (10) und/oder an der Bauteilaußenseite (4) eine Außenöffnung (11 ) aufweist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Antenneneinheit (6) derart mit dem Durchgangskanal (7) gekoppelt ist, dass die Radarstrahlen (8, 9) im Durchgangskanal (7) ausgesendet und/oder empfangen werden. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Antenneneinheit (6) derart mit dem Durchgangskanal (7) gekoppelt ist, dass die Radarstrahlen (8, 9) durch die Innenöffnung (10) treten. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (6) zumindest eine Sende-ZEmpfangseinheit (15) umfasst, mittels der die Radarstrahlen (8, 9) zum Senden abgestrahlt und/oder zum Empfangen aufgenommen werden können. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (6), insbesondere die Sende-ZEmpfangseinheit (15), an oder auf der Bauteilinnenseite (3) angeordnet ist und/oder dass die Antenneneinheit (6), insbesondere die Sende-ZEmpfangsein- heit (15), zumindest teilweise im Durchgangskanal (7) angeordnet ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Antenneneinheit (6), insbesondere die Sende-ZEmpfangseinheit (15), von der Bauteilinnenseite (3) aus in den Durchgangskanal (7) erstreckt und/oder dass die Antenneneinheit (6), insbesondere die Sende-/Empfangsein- heit (15), einen geringeren kürzesten Abstand zur Bauteilinnenseite
(3) aufweist als zur Bauteilaußenseite
(4). Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radareinrichtung (5) eine Leiterplatte (16) umfasst, die mit der zumindest einen Antenneneinheit (6) verbunden ist und die vorzugsweise auf der Bauteilinnenseite (3) angeordnet, insbesondere aufgeklebt, ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radareinrichtung
(5) zumindest eine Verstärkereinheit (24) und/oder eine Verarbeitungseinheit (25) aufweist, die vorzugsweise auf der Leiterplatte (16) angeordnet sind und/oder mit dieser gekoppelt sind. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit
(6) als Hornantenne und/oder als Yagi-Uda-Antenne ausgebildet ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit (6) eine Führungseinheit (14) zum Führen der Radarstrahlen (8, 9) umfasst, wobei die Führungseinheit (14) und die Sende-ZEmpfangs- einheit (15) vorzugsweise aufeinander, insbesondere räumlich und/oder bezüglich deren elektromagnetischen Eigenschaften, abgestimmt sind und wobei die Führungseinheit (14) vorzugsweise zumindest teilweise im Durchgangskanal (7), insbesondere an einer Innenseite (20) des Durchgangskanals (7), angeordnet ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinheit (14) die Form eines Zylinders und/oder eines Trichters aufweist und/oder dass die Führungseinheit (14) mittels einer Beschichtung aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet ist und/oder dass die Führungseinheit (14) mittels eines, insbesondere geschlossenen, Leiters ausgebildet ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheit
(6) eine Wandlereinheit (19) umfasst, die an der Bauteilaußenseite (4) angeordnet ist, mittels der, im Falle des Empfangens der Radarstrahlen (8, 9), die Radarstrahlen (9) aufgenommen und in den Durchgangskanal (7) abgestrahlt werden können und, im Falle des Sendens, die Radarstrahlen (8, 9) aus dem Durchgangskanal (7) aufgenommen und von dem Fahrzeugbauteil (2) weg abgestrahlt werden können. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal
(7) zumindest teilweise mit einer Füllung (13) ausgefüllt ist und/oder an der Bauteilaußenseite (4) und/oder an der Bauteilinnenseite (3) mit einer Abdeckung (23) abgedeckt ist, wobei die Füllung (13) und/oder die Abdeckung (23) im Vergleich zu einem Bauteilmaterial des Fahrzeugbauteils (2) eine vorzugsweise geringere Permittivität aufweisen. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllung (13) ein Kunststoff, ein Kunststoffschaum und/oder ein Harz ist und/oder dass die Abdeckung (23) ein Harz und/oder Kunststoff ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Durchgangskanal (7), insbesondere als Führungseinheit (14), ein Einsatz (12) zur Stabilisierung und vorzugsweise zum Führen der Radarstrahlen (8, 9) angeordnet ist, wobei der Einsatz (12) vorzugsweise aus Stahl, Edelstahl, Kunststoff und/oder faserverstärktem Kunststoff ausgebildet ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (7) einen runden, eckigen oder elliptischen Kanalquerschnitt aufweist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanalquerschnitt des Durchgangskanals (7) von der Bauteilinnenseite (3) in Richtung der Bauteilaußenseite (4), insbesondere kontinuierlich, vergrößert und/oder dass der Kanalquerschnitt des Durchgangskanals (7) von der Bauteilinnenseite (3) in Richtung der Bauteilaußenseite (4) zumindest abschnittsweise gleichbleibend ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangskanal (7) mittels Bohren, Ätzen, Lasern oder Schneiden ausgebildet ist. Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilinnenseite eine Scheibeninnenseite (3) einer als Fahrzeugscheibe (2) ausgebildeten Fahrzeugbauteils ist und die Bauteilaußenseite eine Scheibenaußenseite (4) der Fahrzeugscheibe (2) ist. Fahrzeug mit einer Radarantennenanordnung (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche.
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