EP4655843A1

EP4655843A1 - Hohlleiterantenne, radarsensor sowie fahrzeug

Info

Publication number: EP4655843A1
Application number: EP24700567.1A
Authority: EP
Inventors: Johannes Kammerer; Jürgen Franz; Simon HOLZNER; Shilpa Cicy Saji
Original assignee: Aumovio Autonomous Mobility Germany GmbH
Current assignee: Aumovio Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2023-01-25
Filing date: 2024-01-09
Publication date: 2025-12-03
Also published as: CN120513553A; WO2024156500A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hohlleiterantenne (1), insbesondere für einen Radarsensor, Hohlleiterantenne (1), insbesondere für einen Radarsensor (20), umfassend ein Radom (2), einen Hohlleiter (3), wobei der Hohlleiter (3) zumindest teilweise gebildet wird durch eine Ausnehmung im Radom (2), die zumindest teilweise eine Metallisierung (4) aufweist, und mindestens ein Strahlerelement (5a, 5b, 5c) vorgesehen ist, welches innerhalb des Radoms (2) angeordnet ist und sich von dem Hohlleiter (3) aus erstreckt, wobei das Strahlerelement (5a, 5b, 5c) eine nicht metallisierte Stirnseite (11a, 11b, 11c) umfasst.

Description

Hohlleiterantenne, Radarsensor sowie Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hohlleiterantenne für einen Radarsensor, einen Radarsensor mit einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug, welches einen erfindungsgemäßen Radarsensor aufweist.

Technologischer Hintergrund

Moderne Fortbewegungsmittel wie Kraftfahrzeuge oder Motorräder werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche mit Hilfe von Sensorsystemen die Umgebung erfassen, Verkehrssituationen erkennen und den Fahrer unterstützen können, z. B. durch einen Brems- oder Lenkeingriff oder durch die Ausgabe einer optischen oder akustischen Warnung. Als Sensorsysteme zur Umgebungserfassung werden regelmäßig Radarsensoren, Lidarsensoren, Kamerasensoren oder dergleichen eingesetzt. Aus den durch die Sensoren ermittelten Sensordaten können anschließend Rückschlüsse auf die Umgebung gezogen werden. Die Umgebungserfassung mittels Radarsensoren basiert auf der Aussendung von gebündelten elektromagnetischen Wellen deren Reflexion, z. B. durch andere Verkehrsteilnehmer, Hindernissen auf der Fahrbahn oder die Randbebauung der Fahrbahn, und Empfang. Die Erfassung von Fußgängern wird oftmals mit Kamerasensoren durchgeführt, jedoch kommen hierbei auch zunehmend Radarsensoren zum Einsatz.

Die Radarsensoren werden dabei eingesetzt auch in Fusion mit Sensoren anderer Technologie, wie z. B. Kamera- oder Lidarsensoren eingesetzt. Radarsensoren haben u. a. den Vorteil, dass sie auch bei schlechten Wetterbedingungen zuverlässig arbeiten und neben dem Abstand von Objekten auch direkt deren radiale Relativgeschwindigkeit über den Dopplereffekt messen können. Als Sendefrequenzen werden dabei in der Regel 24 GHz, 77 GHz und 79 GHz eingesetzt. Durch den zunehmenden funktionalen Umfang solcher Systeme erhöhen sich permanent die Anforderungen, insbesondere an die maximale Detektionsreichweite. Neben der Umgebungserfassung von Kraftfahrzeugen für Systeme der oben beschriebenen Art rückt mittlerweile auch die Innenraumüberwachung von Kraftfahrzeugen in den Fokus, z. B. zur Erkennung, welche Sitze belegt sind; dabei werden z. B. Frequenzen im Bereich 60 GHz eingesetzt.

Gattungsgemäße Radarsensoren können zum Senden und Empfangen der Radarstrahlen sogenannte Wellenleiter- bzw. Hohlleiter-Antennen aufweisen, bei denen die Antennen als Einzelkomponente aus einer oder mehreren Schichten besteht. Die Schichten können dabei aus einem Kunststoff- bzw. Plastikmaterial gefertigt sein, das außen metallisiert ist. Im Verbund der Antennenschichten oder mit der Leiterplatte, welche z. B. die Leistungselektronik des Radarsensors trägt, werden die Hohlleiter geschlossen. Zur Abdichtung der Sensoren über der Antenne werden anschließend sogenannte Radome verwendet. Insbesondere können durch das Radom zur Abdichtung zusätzliche Verluste in der Radarperformance entstehen. Eine kritische Dimension ist hierbei der Abstand zwischen Radom und Antennenoberfläche - dieser muss exakt eingehalten werden, um einen möglichst geringen Einfluss des Radoms auf das Gesamtsystem zu gewährleisten. Durch diese zusätzliche Komponente entsteht jedoch ein größerer Kosten- und Herstellungsaufwand. Es besteht daher ein besonderer Bedarf das Zusammenwirken von Radarantenne und Radom zu verbessern, so dass die Verluste in der Radarperformance verringert werden, welche sich negativ auf den Antennengewinn auswirken. Unter Antennengewinn wird in der Regel die Richtwirkung und der Wirkungsgrad einer Antenne zusammengefasst, wobei dieser das Verhältnis der (in Hauptrichtung) abgegebenen oder aufgenommenen Strahlungsleistungsdichte einer Antenne und einer idealisierten, verlustlosen Bezugsantenne gleicher Antennenspeiseleistung, d. h. beispielsweise einen Antennengewinn von 0 dB hat, angibt. Der Antennengewinn (in dB) kann dabei als Funktion des Winkels, unter dem die Radarstrahlung emittiert bzw. empfangen wird, angegeben werden.

Druckschriftlicher Stand der Technik

Aus EP 3 336 575 B1 ein Radarsensor für ein Kraftfahrzeug mit einem Radom, einer Leiterplatte und mit zumindest einem Antennenelement bekannt, wobei das Antennenelement einen dielektrischen Resonator umfasst, der durch einen Teil des Radoms gebildet ist, und eine Schlitzantenne zum Speisen von gerade, quadratisch ausgebildeten dielektrischen Resonatoren bzw. Antennenelementen aufweist. Die Schlitzantenne ist dabei in der Leiterplatte ausgebildet. Insbesondere kann der Radarsensor auch eine Mehrzahl von Antennenelementen aufweisen, welche in einem sogenannten Array entlang einer Linie angeordnet sind, wodurch der Antennengewinn erhöht und das Abstrahlverhalten in der Elevationsrichtung gebündelt werden kann. Ferner wird durch diese Ausgestaltung eine hohe Nebenkeulenunterdrückung in Elevationsrichtung erreicht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik besteht nunmehr die Aufgabe der vorliegenden

Erfindung darin, einen gattungsgemäßen Radarsensor zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Verbesserung der Radarperformance in einfacher und kostengünstiger Weise erzielt werden kann.

Lösung der Aufgabe

Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Erfindungsgemäß umfasst die Hohlleiterantenne, die insbesondere für einen Radarsensor geeignet ist, der im Bereich der Fahrerassistenzsysteme zur Umfelderfassung eingesetzt werden kann, ein Radom, vorzugsweise aus Kunststoff, und einen Hohlleiter. Der Hohlleiter wird dabei zumindest teilweise gebildet durch eine Ausnehmung im Radom, die zumindest teilweise eine Metallisierung aufweist. Beispielsweise kann die Metallisierung dabei durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD, physical vapour deposition), Sputterdeposition, thermisches Verdampfen, chemische Gasphasenabscheidung (CVD; chemical vapour deposition) oder plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD; physical- enhanced chemical vapour deposition), Thermisches Spritzen, Galvanisieren (Kunststoffgalvanisieren) und/oder dergleichen erzeugt werden. Ferner ist mindestens ein Strahlerelement, vorzugsweise zwei oder mehrere Strahlerelemente, vorgesehen, welches innerhalb des Radoms angeordnet ist und sich (in Abstrahlrichtung) von dem Hohlleiter aus erstreckt, wobei das Strahlerelement eine nicht metallisierte Stirnseite umfasst, so dass dadurch Radarstrahlen gesendet und empfangen werden können. Das Radom kann dadurch im Bereich der Einzelstrahler als eine Art Linse verwendet werden, was zur Verbesserung der Radarperformance beiträgt. Ferner können dadurch deutlich präzisere Richtcharakteristika geformt werden als mit separatem Radom über einer Antenne mit mehreren Strahlerelementen. Durch das Aufbringen einer Metallisierung im Radom, werden Toleranzprobleme beim Abstand zwischen Antenne und Radom überwunden. Ebenso muss das Radom nicht mehr über eine sehr große Fläche eine vorgegebene Dimension einhalten, sondern muss nur noch im Bereich der Einzelstrahler bzw. Strahlerelemente vorgegebene Dimension einhalten.

Zweckmäßigerweise kann es sich bei der Hohlleiterantenne um eine Schlitzantenne oder eine Hornantenne oder eine OEWG (Center fed open ended waveguide)-Antenne handeln.

Vorzugsweise weist das Strahlerelement zumindest einen nicht metallisierten Wandbereich und einen metallisierten Wandbereich auf. Diese bautechnische Eigenschaft ist besonders gut geeignet, die Richtcharakteristik der Antenne zu beeinflussen und den Antennengewinn zu verbessern. Durch die gezielte Auswahl von nicht metallisierten Wandbereichen und metallisierten Wandbereich innerhalb des Einzelstrahles bzw. Strahlerelements kann die gewünschte Richtcharakteristik erzeugt werden.

Zweckmäßigerweise kann das Strahlerelement einen Hohlraum aufweisen, der in einer Ebene bzw. einem Bereich in Erstreckungsrichtung des Strahlerelements umgeben ist von nicht metallisierten Wandbereichen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne ist vorgesehen, dass die metallisierten Wandbereiche zumindest bis zu einem Drittel, insbesondere bis zur Hälfte, der Höhe des Strahlerelements (in Erstreckungsrichtung) in das Strahlerelement hineingreifen bzw. in dieses hineinreichen.

Ferner kann das Radom einen Strahlervorsprung oder mehrere Strahlervorsprünge aufweisen, der/die in Abstrahlrichtung oberhalb des Strahlerelements oder der Strahlerelemente angeordnet ist/sind. Zweckmäßigerweise können hierbei die Strahlerelemente eine Entsprechung im Profil des Strahlervorsprungs finden, sodass mehrere Strahlervorsprünge (d. h. für jedes Strahlerelement einen Strahlervorsprung) vorgesehen sind oder ein Strahlervorsprung, der insbesondere alle Strahlerelemente umfasst bzw. abdeckt.

Zweckmäßigerweise kann der der Strahlervorsprung oder die Strahlervorsprünge auch eine Wandung aufweisen, der/die in Abstrahlrichtung oberhalb des Strahlerelements oder der Strahlerelemente angeordnet ist, wobei der Strahlervorsprung bzw. die Strahlervorsprünge im Bereich der Wandung eine geringere Wandstärke aufweist, um die Richtcharakteristik und/oder Richtwirkung der Antenne festzulegen und/oder zu verbessern. In vorteilhafter Weise können durch die Ausgestaltung, dass die Einzelstrahler stirnseitig somit eine dünnere Wandung aufweisen, Verluste noch zusätzlich reduziert werden.

Vorzugsweise wird der Hohlleiter ferner durch eine Platine gebildet, welche den Hohlleiter an zumindest einer Seite der Ausnehmung begrenzt. Als Platine kann beispielsweise ein Substrat, eine Kunststoffplatte, eine Metallplatte, eine zusätzliche Antennenschicht oder eine Leiterplatte mit darauf angeordneten elektronischen Komponenten (z. B. Chips, Leitungen, Leistungselektronik, Halbleiterbauteile, IC-Bausteine, Transistoren und/oder dergleichen) vorgesehen sein. In praktischer Weise kann die Platine auf die Unterseite des Radoms montiert werden bzw. das Radom kann auf eine Seite der Platine angebracht werden (zum Beispiel gelötet, geklebt, geschraubt und/oder dergleichen), wobei die Platine das Radom in den Abmessungen überragen kann, kleiner sein kann oder in bevorzugter Weise mit diesem bündig abschließen kann. Dadurch kann ein zweckmäßiger Aufbau in besonders einfacher Weise erreicht werden. Zudem kann durch die spezielle Ausgestaltung der Platine die Antennenwirkung des Hohlleiters verbessert werden, sodass sich die Antennenperformance noch zusätzlich durch die spezielle Ausgestaltung der Platine verbessern lässt.

Selbstverständlich kann die Platine dabei auch aus Metall sein oder ebenfalls eine Metallisierung aufweisen.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung einen Radarsensor, insbesondere zur Objekterkennung für ein Fahrzeug, mit einem Hochfrequenzbauteil zum Erzeugen und/oder Empfangen von HF-Signalen bzw. Radarsignalen und einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale bzw. zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen bzw. Radarsignalen.

Zudem beansprucht die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug bzw. Fahrzeug, welches einen erfindungsgemäßen Radarsensor aufweist.

Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführunqsbeispielen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zweckmäßigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne (mit Blickrichtung auf die überwiegend metallisierte Seite der Hohlleiterantenne);

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne (mit Blickrichtung auf die nicht überwiegend metallisierte Seite der Hohlleiterantenne);

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne (mit Blickrichtung auf die teilmetallisierte Seite der Hohlleiterantenne); Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne (mit Blickrichtung auf die überwiegend nicht metallisierte Seite der Hohlleiterantenne);

Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung der Hohlleiterantenne aus Fig. 4 mit montierter Leiterplatte (mit Blickrichtung auf die nicht metallisierte Seite der Hohlleiterantenne);

Fig. 6 eine vereinfachte schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnitts eines Strahlerelements aus Fig. 3;

Fig. 7A eine vereinfachte schematische Explosionsdarstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne mit Formschrägen mit innenliegenden Strahlerelementen und Metallisierung;

Fig. 7B eine vereinfachte schematische Explosionsdarstellung der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne aus Fig. 7A mit separat dargestellter Metallisierung;

Fig. 8A eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines Strahlerelements einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne;

Fig. 8B eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines Strahlerelements einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne;

Fig. 9 eine vereinfachte Darstellung einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges;

Fig. 10 eine vereinfachte Darstellung des sich in Elevation ergebenden Antennengewinns einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne nach Fig. 1 [Frequenz 76,5 GHz; 0 = 90°], sowie

Fig. 11 eine vereinfachte Darstellung des sich in Azimut ergebenden Antennengewinns einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne nach Fig. 1 [Frequenz 76,5 GHz; <P = 0°]. Ein grundlegender Aspekt der Erfindung ist, dass das im Stand der Technik eigentlich flach ausgebildete Radom eines Radarsensors eine zweckmäßige 3D-Strukur erhält, wobei ein Teil der 3D Struktur bzw. eine Ausnehmung im Radom den Holleiter bildet, der nach unten bzw. zu der nicht abstrahlenden Seite hin geöffnet ist. Dieser geöffnete Bereich kann dann mit einer weiteren Schicht (Kunststoff, Substrat, Metall oder dergleichen) oder direkt mit einer Leiterplatte geschlossen werden. Am anderen Ende des Hohlleiters im Radom sind Antennenstrukturen, wie Einzelstrahler bzw. Strahlerelemente bzw. Schlitzstrahler im Hohlleiter oder auch Hornantennen angebracht, die sich vom Hohlleiter aus erstrecken. Zumindest die Innenseite des Radoms ist dabei metallisiert mit Ausnahme der Antennenöffnungen, wobei die Einzelstrahler/Strahlerelemente direkt durch das Radom durchstrahlen.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Hohlleiterantenne 1 mit einem Radom 2 aus Kunststoff gezeigt (in Blickrichtung auf die Radomunterseite, d. h. die Seite entgegen der Abstrahlrichtung), wobei das Radom 2 eine Ausnehmung aufweist, die einen Hohlleiter 3 bildet. Der Hohlleiter 3 wird dabei von der Öffnung 3a gespeist. Der Hohlleiter 3 wird ferner dadurch gebildet, dass dieser von unten (d. h. der nicht abstrahlenden Seite des Radarsensors) z. B. mit einer Metallfläche oder einem Substrat geschlossen wird, die/das beispielsweise eine Leiterplatte oder eine weitere Antennenschicht sein kann (in Fig. 1 nicht dargestellt). Ferner weist die Hohlleiterantenne 1 eine Metallisierung 4 auf, die auf der gesamten Unterseite des Radoms 2 angeordnet ist. Darüber hinaus sind drei nicht metallisierte rechteckige Bereiche angeordnet, die sich vom Hohlleiter 3 aus erstrecken und die Schlitzantennen, sogenannte „Slotted Waveguides“, bzw. drei Strahlerelemente 5a, 5b, 5c bilden. Die geometrische Form dieser Strahlerelemente 5a, 5b, 5c kann hierbei jedoch abhängig von der gewünschten Richtcharakteristik der Antenne ausgestaltet sein und kann somit auch eine andere Ausgestaltung aufweisen. Erfindungsgemäß wird durch die innenseitige Metallisierung 4 des Radoms 2 ein Teil des Radoms 2 als Teil einer Antennenstruktur verwendet, wobei deren Zuleitung mittels Hohlleiter geformt und verwendet werden kann.

In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne 1 mit Blickrichtung von oben auf das Radom 2 gezeigt, wobei das Radom 2 drei Strahlervorsprünge 6a, 6b, 6c aufweist, die im Bereich der unterseitigen Strahlerelemente 5a, 5b, 5c angeordnet sind. Praktischerweise weist die erhöhte Schlitzöffnung der drei Einzelstrahler bzw. Strahlerelemente 5a, 5b, 5c eine andere Radomdicke bzw. Wandstärke auf, als um den Hohlleiter 3 herum vorgesehen ist. Damit kann die Richtcharakteristik der Hohlleiterantenne 1 wie mit einer Art Linse geformt werden. In Fig. 3 ist eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne 1 gezeigt (mit Blickrichtung auf die Unterseite), wobei die Unterseite des Radoms 2 nur teilweise metallisiert ist bzw. nur im Bereich des Hohlleiters 3 eine Metallisierung 4 aufweist. Ferner ist in Fig. 4 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne 1 gezeigt, bei der die Strahlerelemente 5a, 5b, 5c unter einem zusammenhängenden Strahlervorsprung 6 des Radoms 2 angeordnet sind. Diese Ausgestaltung weist Vorteile hinsichtlich der Fertigungsweise des Radoms 2 auf. In gleicher Weise wie die Strahlervorsprünge 6a, 6b, 6c kann auch der Strahlervorsprung 6 im Bereich der Strahlerelemente 5a, 5b, 5c eine dünnere bzw. geringere Wandstärke aufweisen als um den Hohlleiter 3 herum vorgesehen ist (d. h. eine geringere Wandstärke aufweist), um die Richtcharakteristik festzulegen und gleichzeitig die Antennenperformance zu verbessern. Darüber hinaus ist in Fig. 5 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne 1 gezeigt, bei der die Unterseite des Radoms 2 mit einer Platine 7 geschlossen ist. Die Platine 7 kann dabei ein Substrat, eine Kunststoffplatte, eine Metallplatte, eine zusätzliche Antennenschicht oder eine Leiterplatte mit darauf angeordneten elektronischen Komponenten (z. B. Chips, Leitungen, Leistungselektronik, Halbleiterbauteile, IC, Transistoren oder dergleichen - der Übersichtlichkeit halber in Fig. 5 nicht dargestellt) sein.

In Fig. 6 ist eine vergrößerte Darstellung der Strahlerelemente 5a, 5b aus Fig. 3 gezeigt. Die Wand der Strahlerelemente 5a, 5b ist hierbei nur teilweise metallisiert und weist somit einen nicht metallisierten Wandbereich 8a, 8b und einen metallisierten Wandbereich 9a, 9b auf. Dadurch entsteht im oberen Ende des Strahlerelements 5a, 5b (d. h. in Abstrahlrichtung stirnseitig gelegenen Ende des Strahlerelements 5a, 5b) ein Hohlraum 10a, 10b bzw. eine Luftöffnung, der von einer nicht modernisierten Wandung (Wandbereich 8a, 8b) umgeben ist. Durch die Ausgestaltung des Strahlerelements 5a, 5b mit einem solchen in Abstrahlrichtung endseitigen Hohlraumes 10a, 10b (sozusagen oberhalb der Antenne bzw. als Antennenabschluss) kann die Antennenperformance in besonderem Maße verbessert werden. Ebenso können dadurch die Toleranzen beim Abstand zwischen Antenne und Radom optimiert oder ausgeglichen werden.

Darüber hinaus ist in Fig. 7A und 7B eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne 1 gezeigt, wobei die Hohlleiterantenne 1 hierbei teilweise Formschrägen an den Kanten des Radoms 2 aufweist, die im Wesentlichen durch die Herstellung bedingt sind (z. B. dadurch, dass Kunststoffteile im Spritzgussverfahren hergestellt werden können und Formschrägen vorgesehen sind, um die Spritzgussteile aus dem Spritzgusswerkzeug leichter zu entfernen). Ferner ist die Abstrahlungsrichtung der Hohlleiterantenne 1 in Figur 7A als Pfeil dargestellt (dementsprechend befindet sich der Strahlervorsprung 6 auf der Oberseite der Hohlleiterantenne 1). Fig. 7B zeigt hierbei stark vereinfacht die vom restlichen Radom 2 zur Veranschaulichung losgelöste Metallisierung 4 inklusive der metallisierten Wandbereiche 9a, 9b, 9c, die vorzugsweise vorgesehen sind und zumindest teilweise in die Strahlerelemente 5a, 5b, 5c des Radoms 2 hineinreichen bzw. hineingreifen. In Explosionsdarstellung, die sich selbstverständlich innerhalb des Radoms 2 befindet, wie in Fig. 7A dargestellt. In Fig. 7A und 7B ist hierbei zu sehen, dass die Metallisierung 4 im Inneren des Radoms 2 vorgesehen ist, um den Hohlleiter 3 zu bilden. Die Einzelstrahler bzw. Strahlerelemente 5a, 5b, 5c sind dabei im Inneren des Strahlervorsprungs 6 des Radoms 2 angeordnet. Diese können zum Beispiel während des Spritzgussverfahrens gebildet werden oder durch eine nachträgliche Bearbeitung (Fräsen, Laser, usw.) im Radom 2 ausgebildet werden. Die Metallisierung 4 kann auf dem Radom 2 hierbei durch verschiedene Beschichtungstechniken während der Herstellung erzeugt werden, wie zum Beispiel CVD (chemical vapour deposition)-Coating, Galvanisieren, Sputterdeposition, thermisches Spritzen oder dergleichen.

In praktischerweise können hierbei die inneren Wandungen der Strahlerelemente 5a, 5b, 5c nicht oder nur teilweise beschichtet bzw. metallisiert werden. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, die innere Wandung der Strahlerelemente nur teilweise zu beschichteten bzw. zu metallisieren, sodass jeweils ein Raum bzw. Hohlraum 10a, 10b, 10c oberhalb der Beschichtung innerhalb des jeweiligen Strahlerelements 5a, 5b, 5c bestehen bleibt, der umgeben ist von nicht beschichteter Wandung bzw. nicht metallisierter Wandbereiche 8a, 8b, 8c. Ferner kann der Bereich der Wandung des Strahlerelements 6, der sich oberhalb der Strahlerelemente 5a, 5b, 5c befindet, entgegen der Darstellung in Fig. 7A und Fig. 7B, auch sehr viel dünnwandiger ausgestaltet sein als die restliche Wandlung des Strahlervorsprungs 6. Die teilweise Metallisierung der inneren Wandungen der Strahlerelemente 5a, 5b, 5c kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Wandbereiche während des Metallisierungsschrittes nur teilweise metallisiert werden oder dass das Innere des Radoms 2 zunächst vorzugsweise komplett metallisiert wird und anschließend die Metallisierung innerhalb der Strahlerelemente 5a, 5b, 5c wieder abgetragen wird (zum Beispiel durch Fräsen oder Laser oder dergleichen). Im Zuge dieser Bearbeitung kann auch das letzte Teilstück bzw. der Hohlraum 10a, 10b, 10c (ganz oder teilweise) mittels Laser oder Fräse erzeugt werden, sodass dadurch auch der oberste Bereich des jeweiligen Strahlerelements 5a, 5b, 5c hergestellt wird mit nicht metallisiertem Wandbereich 8a, 8b, 8c.

Fig. 8A zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Ausgestaltung des Strahlerelements 5a einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne, wobei die Abstrahlrichtung der Hohlleiterantenne durch den Pfeil dargestellt ist (dementsprechend wird in Abstrahlrichtung die Seite, auf der sich die Stirnseite 11a befindet als Abstrahlseite bzw. Oberseite bezeichnet - ferner erstreckt sich das Strahlerelement vom Hohlleiter 3 aus in Abstrahlrichtung). Das Strahlerelement 5a weist hierbei eine innere Wandung auf und ist hohl. Die innere Wandung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass diese einen nicht metallisierten Wandbereich 8a und einen metallisieren Wandbereich 9a aufweist. Der nicht metallisierte Wandbereich 8a umgibt hierbei den Hohlraum 10a in einer Ebene bzw. einem Bereich in Abstrahlrichtung bzw. Erstreckungsrichtung des Strahlerelements 5a (ausgehend vom Hohlleiter 3). Ferner ist auch die Stirnseite 11a des Einzelstrahlers bzw. Strahlerelements 5a nicht metallisiert, sodass die Radarstrahlung direkt durch die Wandung bzw. die Stirnseite 11a durchstrahlen kann. Selbstverständlich können hierbei Radarstrahlen in Abstrahlrichtung gesendet und aus Abstrahlrichtung empfangen werden, je nachdem ob Signale gesendet oder empfangen werden sollen. Um die gewünschte Richtcharakteristik der Antenne zu erzielen und die Radarsendung bzw. den Radarempfang zu verbessern (d. h. insbesondere die Antennen Performance sowie den Antennengewinn zu verbessern), kann die Wandung 12 des Strahlervorsprungs 6 oberhalb des Strahlerelements 5a viel dünnwandiger ausgestaltet sein als die restliche Wandung des Strahlervorsprungs 6, wie in Fig. 8A dargestellt. Ferner zeigt Fig. 8B eine weitere Ausgestaltung des Strahlerelements 5a einer erfindungsgemäßen Hohlleiterantenne, wobei der von nicht metallisierter Wandung 8a umgebene Hohlraum 10a eine geringere (oder ggf. auch gleiche) Größe aufweist als der von der metallisierten Wandung 9a umgebene Bereich. Beispielsweise kann dies durch Fräsen erfolgen. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass die Metallisierung nicht beschädigt wird, wenn der Hohlraum 10a im Nachhinein gefräst wird oder Metallisierung, die während der Herstellung auf Wandung 8a gelangt ist (z. B. wenn das Innere des Radoms 2 während der Fertigung zunächst komplett metallisiert wird), von der Wandung 8a entfernt wird.

In Fig. 9 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 20 mit einer Steuereinrichtung 21 (ECU, Electronic Control Unit oder ADCU, Assisted and Automated Driving Control Unit) gezeigt. Durch die Steuereinrichtung 21 kann eine Sensorsteuerung, Sensordatenfusion, Umfeld- und/oder Objekterkennung, Trajektorienplanung und/oder Fahrzeugsteuerung insbesondere (teil-) autonom erfolgen. Zur Fahrzeugsteuerung kann die Steuereinrichtung 21 auf verschiedenen Aktoren (Lenkung 22, Motor 23, Bremse 24) zugreifen. Ferner weist das Fahrzeug 20 zur Umfelderfassung einen erfindungsgemäßen Radarsensor 25, einen Lidarsensor 26, eine Kamera 27 sowie Ultraschallsensoren 28a-28d auf. In vorteilhafter Weise können die Sensordaten zur Umfeld- und Objekterkennung genutzt werden, sodass verschiedene Assistenzfunktionen, wie z. B. Notbremsassistent (EBA, Emergency Brake Assist), Abstandsfolgeregelung (ACC, Adaptive Cruise Control), Spurhalteregelung bzw. ein Spurhalteassistent (LKA, Lane Keep Assist) oder dergleichen, realisiert werden können.

Ferner kann die Ausführung der Assistenzfunktionen ebenfalls über die Steuereinrichtung 21 oder eine andere, dafür vorgesehene Steuereinheit erfolgen.

In Fig. 10 und Fig. 11 ist der sich in Elevation und Azimut ergebende Antennengewinn der Hohlleiterantenne 1 aus Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt.

Zusammenfassend liegen die Vorteile der Erfindung darin, dass durch das Aufbringen einer Metallisierung im Radom, Toleranzprobleme beim Abstand zwischen Antenne und Radom überwunden werden können. Ebenso muss das Radom nicht mehr über eine sehr große Fläche eine vorgegebene Dimension einhalten, sondern muss nur noch im Bereich der Einzelstrahler bzw. Strahlerelemente vorgegebene Dimension einhalten. Das Radom im Bereich der Einzelstrahler kann ebenso als eine Art Linse verwendet werden. Damit können deutlich präzisere Richtcharakteristika geformt werden als mit separatem Radom über einer Antenne mit mehreren Strahlerelementen. Das Radom kann in vorteilhafter Weise an der Stelle der Einzelstrahler auch dünner ausgeführt werden, wodurch Verluste noch zusätzlich reduziert werden können. In vorteilhafter Weise kann die Erfindung zudem für alle Radarsensoren, im Bereich der Car-2-X- bzw. Car-2-Car-Kommunikation für höhere Frequenzen und in allen Funksystemen, in denen Hohlleiterantennen zum Einsatz kommen, verwendet werden.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Hohlleiterantenne

2 Radom

3 Hohlleiter

3a Öffnung

4 Metallisierung

5a, 5b, 5c Strahlerelement

6 Strahlervorsprung

6a, 6b, 6c Strahlervorsprung

7 Platine

8a, 8b, 8c nicht metallisierter Wandbereich

9a, 9b, 9c metallisierter Wandbereich

10a, 10b, 10c Hohlraum 11a, 11b, 11c Stirnseite 12 Wandung

20 Fahrzeug

21 Steuereinrichtung

22 Lenkung

23 Motor

24 Bremse

25 Radarsensor

26 Lidarsensor

27 Kamera

28a, 28b, 28c, 28d Ultraschallsensor

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Hohlleiterantenne (1), insbesondere für einen Radarsensor (20), umfassend ein Radom (2), einen Hohlleiter (3), wobei der Hohlleiter (3) zumindest teilweise gebildet wird durch eine Ausnehmung im Radom (2), die zumindest teilweise eine Metallisierung (4) aufweist, und mindestens ein Strahlerelement (5a, 5b, 5c) vorgesehen ist, welches innerhalb des Radoms (2) angeordnet ist und sich von dem Hohlleiter (3) aus erstreckt, wobei das Strahlerelement (5a, 5b, 5c) eine nicht metallisierte Stirnseite (11a, 11b, 11c) umfasst.

2. Hohlleiterantenne (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Hohlleiterantenne (1) um eine Schlitzantenne oder eine Hornantenne oder eine OEWG-Antenne handelt.

3. Hohlleiterantenne (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlerelement (5a, 5b, 5c) zumindest einen nicht metallisierten Wandbereich (8a, 8b, 8c) und einen metallisierten Wandbereich (9a, 9b, 9c) aufweist.

4. Hohlleiterantenne (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlerelement (5a, 5b, 5c) einen Hohlraum (10a, 10b, 10c) aufweist, der in einer Ebene umgeben ist von nicht metallisierten Wandbereichen (8a, 8b, 8c).

5. Hohlleiterantenne (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die metallisierten Wandbereiche (9a, 9b, 9c) zumindest bis zu einem Drittel, insbesondere bis zur Hälfte, der Höhe des Strahlerelements (5a, 5b, 5c) in dieses hineingreifen.

6. Hohlleiterantenne (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom (2) einen Strahlervorsprung (6) oder mehrere Strahlervorsprünge (6a, 6b, 6c) aufweist, der/die in Abstrahlrichtung oberhalb des Strahlerelements oder der Strahlerelemente (5a, 5b, 5c) angeordnet ist/sind.

7. Hohlleiterantenne (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlervorsprung (6) oder die Strahlervorsprünge (6a, 6b, 6c) eine Wandung (12) aufweist, der/die in Abstrahlrichtung oberhalb des Strahlerelements oder der Strahlerelemente (5a, 5b, 5c) angeordnet ist, wobei der Strahlervorsprung (6) bzw. die Strahlervorsprünge (6a, 6b, 6c) im Bereich der Wandung (12) eine geringere Wandstärke aufweist.

8. Hohlleiterantenne (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (3) ferner durch eine Platine, welche den Hohlleiter (3) an zumindest einer Seite der Ausnehmung begrenzt gebildet wird.

9. Radarsensor (25), insbesondere zur Objekterkennung für ein Fahrzeug (20), aufweisend eine Hohlleiterantenne (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

10. Fahrzeug (20), aufweisend einen Radarsensor (25) nach Anspruch 9.