FR3047087A1 - POWER RADAR FOR MOTOR VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Ce radar de puissance (20) comporte au moins une antenne émettrice (1), émettant des signaux impulsionnels dans une bande de fréquences donnée à partir d'un générateur d'impulsions (4a) et d'un générateur de signaux porteurs (4b), ces générateurs (4a, 4b) étant couplés via un mélangeur (5e) à un module d'amplification de puissance (M1) comprenant au moins un amplificateur de puissance (2), une antenne de réception (3a) de signaux dans la même bande de fréquences donnée, et un module de traitement de signal (M2) en liaison avec l'antenne de réception (3a). Le module d'amplification de puissance (M1) étant connecté à un réseau d'alimentation électrique (9) de tension continue. le module d'amplification de puissance (M1) contient un matériau à base de nitrure de gallium (GaN) et la tension du réseau électrique (9) auquel il est connecté est sensiblement supérieure à 12 V, ce réseau électrique (9) étant apte à alimenter une motorisation hybride d'entraînement des véhicules automobiles.This power radar (20) comprises at least one transmitting antenna (1), emitting pulse signals in a given frequency band from a pulse generator (4a) and a carrier signal generator (4b) , these generators (4a, 4b) being coupled via a mixer (5e) to a power amplification module (M1) comprising at least one power amplifier (2), a signal receiving antenna (3a) in the same given frequency band, and a signal processing module (M2) in connection with the receiving antenna (3a). The power amplification module (M1) is connected to a DC voltage supply network (9). the power amplification module (M1) contains a material based on gallium nitride (GaN) and the voltage of the electrical network (9) to which it is connected is substantially greater than 12 V, this electrical network (9) being suitable to power a hybrid motor drive motor vehicle.
Description
RADAR DE PUISSANCE POUR VEHICULE AUTOMOBILEPOWER RADAR FOR MOTOR VEHICLE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
[0001] L’invention se rapporte à un radar de puissance, principalement destiné à l’aide à la conduite de véhicules automobiles.The invention relates to a power radar, mainly for the assistance of driving motor vehicles.
[0002] Dans le domaine de l’automobile, les radars apportent une aide précieuse à la conduite en indiquant aux conducteurs la proximité d’obstacles ou d’autres véhicules. Des radars peuvent ainsi être installés tout autour du véhicule pour l’aide au recul ou au stationnement ou, sur route, pour surveiller la distance séparant le véhicule équipé d’un véhicule roulant devant lui. Ils apportent donc un confort de conduite et une sécurité au conducteur en lui signalant des dangers potentiels.In the field of automobiles, radars provide valuable assistance to driving by indicating drivers the proximity of obstacles or other vehicles. Radars can thus be installed all around the vehicle for assistance with recoil or parking or, on the road, to monitor the distance separating the vehicle equipped with a vehicle in front of it. They provide driving comfort and safety to the driver by alerting him of potential dangers.
[0003] Ces radars d’aide à la conduite restent de dimension réduite. Ils émettent et reçoivent des signaux dans des bandes à très haute fréquence, supérieure à la dizaine de GHz (ondes dites millimétriques). En général, des radars longue portée, fonctionnant par exemple à 77GHz, sont installés à l’avant du véhicule, et des radars courte portée, fonctionnant par exemple à 24GHz, sont installés à l’arrière du véhicule.[0003] These driving aid radars remain of reduced size. They emit and receive signals in very high frequency bands, greater than ten GHz (so-called millimeter waves). In general, long-range radars, operating for example at 77 GHz, are installed at the front of the vehicle, and short-range radars, operating for example at 24 GHz, are installed at the rear of the vehicle.
[0004] Une installation de radar placée à l’avant d’un véhicule est présentée par exemple en référence à la figure 1. La vue en perspective de l’avant d’un véhicule « V » de cette figure illustre la position d’un radar « R » agencée derrière la calandre « C » du véhicule « V ». D’autres radars (non représentés) peuvent être placés à l’arrière ou sur les côtés du véhicule « V ».A radar installation placed at the front of a vehicle is shown for example with reference to Figure 1. The perspective view of the front of a vehicle "V" of this figure illustrates the position of a radar "R" arranged behind the grille "C" of the vehicle "V". Other radars (not shown) may be placed at the rear or on the sides of the vehicle "V".
ÉTAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART
[0005] Un radar pour véhicule automobile présente avantageusement une architecture compacte. Il comporte dans un même boîtier la structure d’antenne et les modules d’émission, de réception et de traitement du signal reçu. Son énergie est fournie par l’un des réseaux électriques du véhicule sur lequel il est installé. En effet plusieurs réseaux coexistent en général sur un véhicule. Ces réseaux sont, en particulier pour des véhicules hybrides à moteurs thermique et électrique, des réseaux fournissant de l’électricité sous des tensions continues de 12V et 48V, respectivement en liaison avec le moteur thermique et le moteur électrique.[0005] A radar for a motor vehicle advantageously has a compact architecture. It comprises in the same housing the antenna structure and the modules for transmitting, receiving and processing the received signal. Its energy is provided by one of the electrical networks of the vehicle on which it is installed. Indeed, several networks coexist in general on a vehicle. These networks are, in particular for hybrid vehicles with thermal and electric engines, networks supplying electricity under DC voltages of 12V and 48V, respectively in connection with the heat engine and the electric motor.
[0006] Or le traitement électronique des signaux à fréquence millimétrique nécessite un module de traitement à très haute fréquence (fréquences des ondes du radar), ne pouvant être mise en oeuvre que par des composants et des circuits intégrés en matériaux semi-conducteurs (classiquement en arséniure de gallium ou AsGa) adaptés aux hyperfréquences. Cependant, cette partie de traitement très haute fréquence présente des difficultés de réalisation, d’adaptation et d’utilisation en liaison avec les équipements, et c’est pourquoi des solutions ont été proposées pour améliorer cet aspect.[0006] However, the electronic processing of the millimeter-frequency signals requires a very high frequency processing module (radar wave frequencies), which can only be implemented by components and integrated circuits made of semiconductor materials (conventionally in gallium arsenide or AsGa) adapted to microwave frequencies. However, this part of very high frequency processing presents difficulties of realization, adaptation and use in connection with the equipment, and that is why solutions have been proposed to improve this aspect.
[0007] Les documents EP 1560289 et US 20050031897 présentent ainsi des méthodes de moulage et d’utilisation de composants destinés à être utilisés comme composants de la calandre d’un véhicule, ceci afin de ne pas atténuer le passage des ondes radar au travers de cette calandre, comme celle de la figure 1. Par ailleurs, le document de brevet US 20130088383 décrit un radar disposant de deux ou plus faisceaux émetteurs, permettant ainsi plusieurs orientations de ces faisceaux.[0007] EP 1560289 and US 20050031897 thus disclose methods of molding and using components intended to be used as components of the calender of a vehicle, so as not to attenuate the passage of radar waves through this calender, like that of Figure 1. In addition, the patent document US 20130088383 describes a radar having two or more emitting beams, thus allowing several orientations of these beams.
[0008] De plus, un autre document de brevet US 20150099358 décrit un procédé de réalisation de trous d’interconnexion au travers d’une plaque de semi-conducteur composée d’une couche de Nitrure de Gallium (GaN) accolée à une couche de Carbure de Silicium (SiC). Ces deux composants ont de bonnes qualités physiques (dureté et robustesse face à des conditions d’utilisation difficiles) leur permettant d’être utilisé dans des conditions hostiles, par exemple pour les radars militaires, les satellites ou les télescopes.In addition, another patent document US 20150099358 discloses a method of making vias through a semiconductor plate composed of a layer of Gallium Nitride (GaN) contiguous to a layer of Silicon carbide (SiC). These two components have good physical qualities (hardness and robustness in difficult use conditions) allowing them to be used in hostile conditions, for example for military radars, satellites or telescopes.
[0009] Par ailleurs, une aide à la conduite suivie d’une action active sur un véhicule en cas de danger est proposée par le document US 20130238233 avec un système incluant de nombreux équipements: radars, capteurs, caméras et gyroscope (pour les véhicules à deux roues), ainsi qu’une intelligence embarquée pouvant agir sur les commandes du véhicule.Furthermore, a driving aid followed by an active action on a vehicle in case of danger is proposed in US 20130238233 with a system including many equipment: radar, sensors, cameras and gyroscope (for vehicles two wheels), as well as an on-board intelligence that can act on the vehicle controls.
[0010] Il apparaît qu’aucune des améliorations apportées au domaine des radars n’apporte de solution au domaine du raccordement de ces radars aux réseaux électriques du véhicule. En effet, les radars actuels sont généralement constitués à partir d’un matériau semi-conducteur à base d’AsGa ou d’alliage Silicium-Germanium (Si-Ge), et peuvent alors n’être raccordés qu’à un réseau basse tension de type 12V continu, alors que les véhicules automobiles, en particulier les véhicules hybrides, ont dorénavant des équipements électriques raccordés sur des réseaux aptes à fonctionner sous des tensions continues supérieures à 12 V, par exemple sous 48V pour la plupart des véhicules hybrides actuels. Le raccordement de tous les équipements électriques d’un véhicule, en particulier les radars, sur un nombre minimum de réseaux - avantageusement sous un seul réseau - permettrait avantageusement une simplification de l’architecture électrique de ce véhicule.It appears that none of the improvements in the field of radar provides a solution to the field of connection of these radars to the vehicle electrical networks. Indeed, current radars are generally made from a semiconductor material based on AsGa or silicon-germanium alloy (Si-Ge), and can then be connected only to a low voltage network 12V continuous type, while motor vehicles, especially hybrid vehicles, now have electrical equipment connected to networks capable of operating at DC voltages greater than 12 V, for example under 48V for most current hybrid vehicles. The connection of all the electrical equipment of a vehicle, in particular radars, on a minimum number of networks - advantageously under a single network - would advantageously simplify the electrical architecture of this vehicle.
EXPOSÉ DE L’INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
[0011] L’invention a pour objectif principal la simplification du réseau électrique des véhicules hybrides équipés de radar. Pour ce faire, l’invention prévoit d’utiliser du nitrure de gallium ou GaN comme matériau d’amplification dans le traitement de signal. Les matériaux à base de GaN présentent en effet des propriétés physiques permettant de résister aux tensions utilisées dans les véhicules hybrides, sensiblement supérieures à la tension de 12 V des réseaux d’alimentation généralement utilisés dans les véhicules à moteur thermique. Ainsi, une amplification de signal à base de composant en GaN est compatible avec un radar de puissance, c’est-à-dire un radar pouvant être alimenté par un réseau électrique de motorisation hybride. De plus, ce matériau présente un temps de réaction quasi-instantané et une faible consommation électrique.The main objective of the invention is the simplification of the electric network of hybrid vehicles equipped with radar. To do this, the invention provides for the use of gallium nitride or GaN as amplification material in the signal processing. GaN-based materials have indeed physical properties to withstand the voltages used in hybrid vehicles, substantially higher than the voltage of 12 V power networks generally used in vehicles with a combustion engine. Thus, a GaN component based signal amplification is compatible with a power radar, that is to say a radar that can be powered by a hybrid power drive network. In addition, this material has an almost instantaneous reaction time and low power consumption.
[0012] Plus précisément, la présente invention a pour objet un radar de puissance destiné aux véhicules automobiles comportant au moins une antenne émettrice, émettant des signaux impulsionnels dans une bande de fréquences donnée à partir d’un générateur d’impulsions et d’un générateur de signaux porteurs, ces générateurs étant couplés, via un mélangeur, à un module d’amplification de puissance comprenant au moins un amplificateur de puissance, une antenne de réception de signaux dans la même bande de fréquences donnée, et un module de traitement de signal en liaison avec l’antenne de réception. Le module d’amplification de puissance est connecté à un réseau d’alimentation électrique de tension continue. Dans ce radar, au moins le module d’amplification de puissance contient un matériau à base de nitrure de gallium (GaN) et la tension du réseau électrique auquel il est connecté est sensiblement supérieure à 12 V, ce réseau électrique étant apte à alimenter une motorisation hybride d’entraînement des véhicules automobiles.More specifically, the present invention relates to a power radar for motor vehicles comprising at least one transmitting antenna, transmitting pulse signals in a given frequency band from a pulse generator and a generator of carrier signals, these generators being coupled, via a mixer, to a power amplifier module comprising at least one power amplifier, a signal receiving antenna in the same given frequency band, and a processing module of signal in conjunction with the receiving antenna. The power amplifier module is connected to a DC voltage power supply network. In this radar, at least the power amplification module contains a material based on gallium nitride (GaN) and the voltage of the electrical network to which it is connected is substantially greater than 12 V, this power grid being able to power a hybrid motor drive motor vehicle.
[0013] Selon des modes de réalisation particulièrement avantageux : - le mélangeur reçoit des signaux porteurs émis par un générateur de signaux, et des impulsions de radiofréquence émises par un générateur d’impulsions pour fournir à l’antenne émettrice des signaux impulsionnels portés par les signaux dans la bande de fréquences Ultra Large ou UWB (acronyme de « Ultra Wide Band >> en terminologie anglaise) ; - les signaux UWB ont une fréquence centrale dans la bande 76 à 81 GHz; -- l’antenne de réception est composée d’un réseau d’antennes élémentaires aptes à recevoir des signaux dans la bande UWB, en particulier d’un réseau 2D (bidimensionnel) d’antennes élémentaires agencées sur des microrubans, chaque micro-ruban étant relié à un amplificateur à bas bruit ; - l’antenne de réception est couplée à au moins un amplificateur à bas bruit pour fournir des signaux de réception amplifiés, cet amplificateur à bas bruit étant lui-même couplé à un mélangeur qui soustrait des signaux porteurs provenant du générateur UWB aux signaux de réception amplifiés pour délivrer des signaux en bande de base qui sont transmis au module de traitement de signal; - le module de traitement de signal comporte au moins un convertisseur analogique-numérique couplé à une unité de traitement numérique pour fournir sur un bus des données numériques caractéristiques des signaux de réception.According to particularly advantageous embodiments: the mixer receives carrier signals emitted by a signal generator, and radiofrequency pulses emitted by a pulse generator for supplying the transmitting antenna with pulse signals carried by the signal generators. signals in the Ultra Large or UWB frequency band (acronym for "Ultra Wide Band" in English terminology); the UWB signals have a center frequency in the band 76 to 81 GHz; the reception antenna is composed of a network of elementary antennas capable of receiving signals in the UWB band, in particular of a 2D (two-dimensional) array of elementary antennas arranged on microstrips, each microstrip being connected to a low noise amplifier; the reception antenna is coupled to at least one low-noise amplifier for providing amplified reception signals, this low-noise amplifier being itself coupled to a mixer which subtracts carrier signals from the UWB generator to the reception signals amplified to provide baseband signals that are transmitted to the signal processing module; the signal processing module comprises at least one analog-to-digital converter coupled to a digital processing unit for providing on a bus characteristic digital data of the reception signals.
[0014] L’invention se rapporte également à un véhicule automobile équipé d’au moins un tel radar, en particulier un véhicule automobile à motorisation hybride alimenté électriquement par un réseau à tension continue qui alimente également ce radar.The invention also relates to a motor vehicle equipped with at least one such radar, in particular a hybrid motor vehicle powered electrically by a DC voltage network which also feeds this radar.
[0015] Selon des modes de réalisation préférés : - le véhicule automobile étant équipé d’un module d’affichage, le module de traitement de signal du radar transmet en sortie les données numériques au module d’affichage via un processeur intégrant des outils de mise en forme en imagerie 3D (en trois dimensions); - à partir de l’imagerie 3D, ledit processeur intègre également des outils d’anticipation aptes à modifier le comportement du véhicule. Cette modification de comportement est définie au préalable et exécutée pour sécuriser le comportement du véhicule.According to preferred embodiments: the motor vehicle being equipped with a display module, the signal processing module of the radar transmits the digital data to the display module via a processor integrating tools of formatting in 3D imaging (in three dimensions); - From 3D imaging, said processor also incorporates anticipation tools able to modify the behavior of the vehicle. This behavior modification is pre-defined and executed to secure the behavior of the vehicle.
[0016] Dans le présent texte, les qualificatifs « avant, arrière >> se apportent aux localisations d’éléments par rapport à un conducteur assis dans un /éhicule. Sur les figures, des éléments identiques sont repérés par un même signe le référence et renvoient aux passages du texte qui le décrivent.In this text, the qualifiers "front, rear" are brought to the locations of elements relative to a driver sitting in a vehicle. In the figures, identical elements are identified by the same sign reference and refer to passages of the text that describe it.
PRÉSENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF FIGURES
[0017] D’autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1, une vue en perspective d’un véhicule comportant un radar à l’avant du véhicule et agencé derrière la calandre (déjà présentée); - la figure 2, le schéma d’un exemple de réalisation d’un radar selon invention ; - les figures 3 et 4, le schéma d’un exemple de véhicule vu du dessus comportant deux réseaux électriques, à 12V et à 48V, et équipé de radars raccordés, respectivement, sur un réseau électrique 12V selon l’état de la technique et sur le réseau électrique à 48V selon l’invention; et - la figure 5, présente un organigramme d'un procédé d’affichage et de sécurisation d’un véhicule 200 équipé d’un radar 20 selon l’invention, selon un mode de réalisation.Other data, features and advantages of the present invention will appear on reading the following nonlimited description, with reference to the appended figures which represent, respectively: FIG. 1, a perspective view of a vehicle having a radar at the front of the vehicle and arranged behind the grille (already shown); - Figure 2, the diagram of an embodiment of a radar according to the invention; FIGS. 3 and 4, the diagram of an exemplary vehicle seen from above comprising two electrical networks, at 12V and at 48V, and equipped with radars connected, respectively, on a 12V electrical network according to the state of the art and on the 48V electrical network according to the invention; and FIG. 5 shows a flowchart of a method for displaying and securing a vehicle 200 equipped with a radar 20 according to the invention, according to one embodiment.
DESCRIPTION DÉTAILLÉEDETAILED DESCRIPTION
[0018] La figure 2 présente le schéma d’un exemple de réalisation de radar 20 selon invention, tous les composants de ce radar 20 étant miniaturisés pour pouvoir être disposés dans un boîtier de taille réduite. Le radar 20 comporte une antenne émettrice large bande 1 qui émet des ondes dans la bande de fréquences Ultra Large (dite UWB). Le signal Se émis par l’antenne 1 est constitué par une modulation d’amplitude de signaux porteurs Sb UWB - de fréquence centrée entre 76 et 81 GHz dans cet exemple - par des impulsions la de radiofréquence émises dans la bande 2GHz. Les signaux porteurs Sb et les impulsions la sont respectivement produits par les générateurs 4b et 4a.[0018] Figure 2 shows the diagram of an exemplary radar embodiment 20 according to the invention, all the components of this radar 20 being miniaturized to be arranged in a reduced-size housing. The radar 20 comprises a broadband transmitting antenna 1 which emits waves in the Ultra Large frequency band (called UWB). The signal Se emitted by the antenna 1 is constituted by an amplitude modulation of Sb UWB carrier signals - with a frequency centered between 76 and 81 GHz in this example - by radio frequency pulses 1a transmitted in the 2GHz band. The carrier signals Sb and the pulses are respectively generated by the generators 4b and 4a.
[0019] La modulation des signaux porteurs Sb par les impulsions la est réalisée par un mélangeur 5e avant transmission des signaux impulsionnels Sm qui résultent de cette modulation dans l’antenne émettrice 1 via un module d’amplification de puissance M1. Ce module M1 est composé d’amplificateurs de puissance - un amplificateur de puissance 2 dans l’exemple illustré - dont la partie active est constituée d’un matériau à base de Nitrure de Gallium (GaN). Ce matériau est particulièrement approprié pour pouvoir être alimenté avec une tension continue sensiblement supérieure à 12 V, comme exposé ci-dessous dans le cadre d’un radar 20 de véhicule à motorisation hybride. Avantageusement, le module d’amplification M1 peut inclure un ou plusieurs filtres passe-bande afin d’épurer le signal Sm.The modulation of the carrier signals Sb by the pulses la is carried out by a mixer 5e before transmission of the pulse signals Sm which result from this modulation in the transmitting antenna 1 via a power amplification module M1. This module M1 is composed of power amplifiers - a power amplifier 2 in the illustrated example - whose active part consists of a material based on Gallium Nitride (GaN). This material is particularly suitable for being powered with a DC voltage substantially greater than 12 V, as discussed below in the context of a hybrid motor vehicle radar. Advantageously, the amplification module M1 may include one or more bandpass filters in order to purify the signal Sm.
[0020] L’antenne émettrice 1 délivre alors des signaux impulsionnels amplifiés Se modulés par les impulsions la ultra courtes (quelques nanosecondes), avec une puissance de crête de l’ordre 30 Watts. Cette puissance de crête permet d’obtenir des temps d’intégration courts (environ 10 millisecondes), compatibles avec l’usage de ce radar dans le domaine l’automobile. L’amplificateur de puissance 2 au Nitrure de Gallium (GaN) est alimenté par une ligne à courant continu 9 sous une tension de 48V, cette ligne 9 étant apte à alimenter d’autres éléments du radar 20 (cf. figure 2) ou du véhicule 200 (cf. figure 4). Les raccordements des autres modules du radar 20 au réseau électrique ne sont pas représentés.The transmitting antenna 1 then delivers amplified pulse signals Se modulated by ultra short pulses (a few nanoseconds), with a peak power of about 30 Watts. This peak power makes it possible to obtain short integration times (approximately 10 milliseconds), compatible with the use of this radar in the automotive field. The Gallium Nitride (GaN) power amplifier 2 is fed by a DC line 9 at a voltage of 48V, this line 9 being able to supply other elements of the radar 20 (see FIG. vehicle 200 (see Figure 4). The connections of the other modules of the radar 20 to the electrical network are not shown.
[0021] L’antenne de réception 3a est constituée d’un réseau d’antennes large bande UWB, comportant quatre micro-rubans 3b de 16 antennes élémentaires 3c chacune, soit un total de 64 antennes élémentaires 3c. Les signaux reçus Sr par chacun des quatre micro-rubans 3b d’antennes élémentaires 3c sont amplifiés par un amplificateur à bas bruit 6 puis les signaux amplifiés S2 sont appliqués en sortie de chaque amplificateur 6 à une entrée d’un mélangeur de réception 5r. Des filtres passe-bande peuvent être avantageusement ajoutés avant les amplificateurs 6.The receiving antenna 3a consists of a broadband antenna array UWB, comprising four micro-tapes 3b of 16 elementary antennas 3c each, a total of 64 elementary antennas 3c. The signals Sr received by each of the four micro-ribbons 3b of elementary antennas 3c are amplified by a low-noise amplifier 6 and then the amplified signals S2 are applied at the output of each amplifier 6 to an input of a reception mixer 5r. Bandpass filters can be advantageously added before the amplifiers 6.
[0022] Chaque mélangeur 5r soustrait des signaux S2 les signaux Sb de UWB provenant du générateur 4b, ce qui permet de retrouver, dans le signal démodulé Si en sortie de chaque mélangeur 5r, les échos du radar 20 en bande de base. Les sorties des mélangeurs 5r sont reliées à un module de traitement de signal M2 afin de traiter les signaux Si. Ce module M2 comporte un convertisseur analogique-numérique 7 couplé à une unité de traitement numérique 8. Le convertisseur 7 transforme les signaux démodulés Si en signaux numériques et l’unité de traitement 8 reconstitue un signal de réception numérique Sn unique. Ainsi, les 4X16 signaux Sr reçus par les antennes élémentaires de réception 3c sont transformés en un seul signal de réception numérique Sn. Ce signal Sn est alors transmis, via un bus « B », au processeur d’un module d’affichage (non représenté) du véhicule automobile équipé du radar 20.Each mixer 5r subtracts S2 signal Sb UWB signals from the generator 4b, which allows to find, in the demodulated signal Si at the output of each mixer 5r, the echoes of the radar 20 baseband. The outputs of the mixers 5r are connected to a signal processing module M2 in order to process the signals Si. This module M2 comprises an analog-digital converter 7 coupled to a digital processing unit 8. The converter 7 transforms the demodulated signals Si into digital signals and the processing unit 8 reconstructs a single digital reception signal Sn. Thus, the 4 × 16 signals Sr received by the elementary reception antennas 3c are transformed into a single digital reception signal Sn. This signal Sn is then transmitted, via a bus "B", to the processor of a display module (not shown) of the motor vehicle equipped with radar 20.
[0023] Les figures 3 et 4 montrent le montage, dans un véhicule automobile à motorisation hybride, d’un radar 10 selon l’état de la technique raccordé à une batterie à 12V (cf. figure 3), et d’un radar 20 selon l’invention raccordé sur une batterie à 48V (cf. figure 4).Figures 3 and 4 show the mounting, in a motor vehicle with hybrid drive, a radar 10 according to the state of the art connected to a battery at 12V (see Figure 3), and a radar 20 according to the invention connected to a battery at 48V (see Figure 4).
[0024] En référence au schéma de la figure 3, un véhicule automobile à motorisation hybride 100 comporte un radar 10 raccordé sur un réseau électrique 28 à 12V dans une carrosserie 25 dont la calandre 26 à l’avant et un coffre 27 à l’arrière peuvent également porter des radars. A l’intérieur de la carrosserie 25, ce véhicule 100 comporte également un réseau 28 à 12V, un réseau 29 à 48V. Les composants du radar 10 sont à base d’Arséniure de Gallium AsGa ou à base d’alliage Germanium-Silicium Si-Ge.Referring to the diagram of Figure 3, a motor vehicle with hybrid drive 100 comprises a radar 10 connected to an electrical network 28 to 12V in a body 25 including the grille 26 at the front and a chest 27 to the back can also carry radars. Inside the bodywork 25, this vehicle 100 also comprises a network 28 to 12V, a network 29 to 48V. The components of the radar 10 are based on gallium arsenide AsGa or based on Germanium-silicon Si-Ge alloy.
[0025] L’alimentation électrique générale du véhicule 100 est fournie par une batterie 11 sous une tension de 48V pourvue de fusibles 12 et 13 qui alimente un réseau 29 dit « de tension supérieure » à 48V et un réseau 28 dit réseau de base à 12V. Le réseau de base 28 prend son énergie électrique à partir de la batterie 11, et comprend un convertisseur 21 (« DCDC ») de tensions continues entre 48V et 12V, un fusible 22 («FUSE »), une batterie 23 fournissant une tension de 12V, et un boîtier de distribution 24 du courant électrique dit « Réseau de Bord 12V >> (RdB 12V ») sur lequel est raccordé le radar 10. D’autres radars (non représentés) peuvent également être placés à l’intérieur de la carrosserie 25 du véhicule 100, à l’avant et à l’arrière 27 du véhicule 100, par raccordement sur le réseau de bord 24.The general power supply of the vehicle 100 is provided by a battery 11 at a voltage of 48V provided with fuses 12 and 13 which supplies a network 29 called "higher voltage" at 48V and a network 28 said basic network to 12V. The base network 28 takes its electrical energy from the battery 11, and comprises a converter 21 ("DCDC") of DC voltages between 48V and 12V, a fuse 22 ("FUSE"), a battery 23 providing a voltage of 12V, and a distribution box 24 of the electrical current called "12V Edge Network" (RdB 12V ") to which is connected the radar 10. Other radars (not shown) can also be placed inside the body 25 of the vehicle 100, at the front and rear 27 of the vehicle 100, by connection to the on-board network 24.
[0026] La batterie 11 fournit directement une tension de 48 V au réseau «de tension supérieure >> 29 qui comporte un moteur électrique avant (« MEL AV ») 14 ainsi qu’un boîtier de distribution (« BOITIER DISTRI ») 18 sur lequel sont raccordés divers équipements: un groupe ventilateur (« GMV ») 15, un pulseur de climatisation 16, une résistance chauffante (« CTL ») 17 et, à l’arrière du véhicule 100 une lunette chauffante (« LUCH ») 19. D’autres équipements (non représentés), peuvent également être raccordés sur le boîtier de distribution 18. Les équipements électriques du véhicule 100 sont reliés par un réseau filaire « F ».The battery 11 directly supplies a voltage of 48 V to the "higher voltage" network 29 which comprises a front electric motor ("MEL AV") 14 and a distribution box ("BOITIER DISTRI") 18 on which are connected various equipment: a fan unit ("GMV") 15, an air conditioning blower 16, a heating resistor ("CTL") 17 and, at the rear of the vehicle 100 a heating bezel ("LUCH") 19. Other equipment (not shown) may also be connected to the distribution box 18. The electrical equipment of the vehicle 100 is connected by a wired network "F".
[0027] La présence dans ce véhicule 100 de radars tels que le radar 10 nécessite une alimentation sous 12V, et impose donc la présence du réseau de base 28 malgré l’existence du réseau « de tension supérieure » 29 dans le véhicule hybride 100.The presence in this vehicle 100 of radar such as radar 10 requires a power supply under 12V, and therefore imposes the presence of the base network 28 despite the existence of the network "upper voltage" 29 in the hybrid vehicle 100.
[0028] La figure 4 présente un véhicule automobile à motorisation hybride 200 comportant un radar 20 selon l’invention. Ce véhicule 200 comporte une carrosserie 25 et une calandre 26. Il se distingue du véhicule 100 par le fait que le radar 20 est raccordé au réseau 29 à 48V via le boîtier de distribution 18, ce qui permet de s’affranchir du raccordement au réseau de base 28. Cette simplification est obtenue grâce à la présence d’un module d’amplification M1 du radar 20 à base de Nitrure de Gallium GaN (cf. figure 2). D’autres radars (non représentés) à base de GaN peuvent être placés à l’intérieur de la carrosserie 25 du véhicule 200, à l’avant et à l’arrière 27 du véhicule 200, en étant également raccordés sur le boîtier de distribution « de tension supérieure >> 29.[0028] Figure 4 shows a motor vehicle with hybrid motorization 200 comprising a radar 20 according to the invention. This vehicle 200 comprises a body 25 and a shell 26. It differs from the vehicle 100 in that the radar 20 is connected to the network 29 to 48V via the distribution box 18, which eliminates the connection to the network This simplification is obtained thanks to the presence of an amplification module M1 of the Gallium GaN Nitride based radar 20 (see FIG. Other GaN-based radars (not shown) may be placed inside the vehicle body 200, at the front and rear 27 of the vehicle 200, also being connected to the distribution box. "Higher voltage" 29.
[0029] Dans le cas du véhicule 200, le réseau de base 28 peut être supprimé si, outre le radar 20, les autres équipements sont adaptés ou sont susceptibles de fonctionner sous 48V, ce qui permet de simplifier l’ensemble du réseau électrique du véhicule 200 en ne conservant que le réseau « de tension supérieure >> 29.In the case of the vehicle 200, the base network 28 may be deleted if, in addition to the radar 20, the other equipment is adapted or is capable of operating under 48V, which simplifies the entire electrical network of the vehicle. vehicle 200 while retaining only the "higher voltage" network 29.
[0030] A partir des données fournies par le radar 20, un affichage de sécurisation du véhicule 200 peut être mis en oeuvre. La figure 5 présente un organigramme d'un procédé d’affichage et de sécurisation du véhicule 200 équipé d’un radar 20 selon un mode de réalisation préféré.From the data provided by the radar 20, a security display of the vehicle 200 can be implemented. FIG. 5 presents a flow diagram of a method for displaying and securing the vehicle 200 equipped with a radar 20 according to a preferred embodiment.
[0031] L’étape 40 est la réception des données issues du module de traitement du radar M2 (cf. figure 2). Elle est suivie d’une étape 41 d’élaboration, par un processeur qui pilote le module d’affichage du véhicule, de l’environnement du véhicule en trois dimensions « 3D >>, cet environnement incluant les objets fixes et mobiles. L’affichage qui en résulte sur le module d’affichage constitue alors une aide à la conduite du conducteur.Step 40 is the reception of the data from the processing module of the radar M2 (see Figure 2). It is followed by a step 41 of elaboration, by a processor that drives the display module of the vehicle, of the three-dimensional "3D" vehicle environment, this environment including fixed and moving objects. The resulting display on the display module is then a driver's assistance.
[0032] Ensuite, à l’étape 42, une estimation est faite concernant la détermination d’une anticipation de danger dans l’environnement « 3D >> du véhicule. Le test 43 concerne l’imminence d’untel danger. S’il n’y a pas de danger imminent, il n’y a pas d’action (étape 44).Then, in step 42, an estimate is made concerning the determination of a danger anticipation in the "3D" environment of the vehicle. Test 43 concerns the imminence of such a danger. If there is no imminent danger, there is no action (step 44).
[0033] Si un danger est jugé imminent par le test 43 et qu’une action est possible, cette action est alors déclenchée automatiquement (étape 45). Les différentes actions possibles sont des actions préventives de sécurisation préparées à l’avance par le constructeur et concernent généralement des actions sur la direction et/ou sur les freins.If a danger is judged imminent by the test 43 and an action is possible, this action is then triggered automatically (step 45). The various possible actions are preventive safety actions prepared in advance by the manufacturer and generally concern actions on the steering and / or the brakes.
[0034] L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, ce radar avec un module d’amplification à base de GaN peut comporter plus d’une antenne émettrice. Ou bien des antennes réceptrices classiques, sans technologie micro-ruban, peuvent être utilisées. Ou encore le radar peut être équipé d’une seule antenne effectuant à la fois l’émission et la réception.The invention is not limited to the embodiments described and shown. Thus, this radar with a GaN-based amplification module may comprise more than one transmitting antenna. Or conventional receiver antennas, without micro-ribbon technology, can be used. Or the radar can be equipped with a single antenna performing both transmission and reception.
[0035] Des filtres peuvent avantageusement être placés dans le radar pour apurer les ondes réception.Filters can advantageously be placed in the radar to clear the reception waves.
[0036] De plus, le transport des ondes au sein du véhicule peut être réalisé partiellement sur un réseau sans fil.In addition, the transport of waves within the vehicle can be carried out partially on a wireless network.
[0037] Par ailleurs, la bande de fréquences UWB utilisée peut être autre que la bande 76 à 81 GHz.Moreover, the UWB frequency band used may be other than the band 76 at 81 GHz.
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