KR20110040877A

KR20110040877A - 전방 및 측방 방사형 레이더센서

Info

Publication number: KR20110040877A
Application number: KR1020117002547A
Authority: KR
Inventors: 마르쿠스 빈터만텔; 아르놀트 뫼비우스; 크리스토프 슈뵐러
Original assignee: 에이디씨 오토모티브 디스턴스 컨트롤 시스템즈 게엠베하
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-04-20
Also published as: DE112009001052A5; EP2294451B1; US20110080314A1; DE102009032114A1; EP2294446A2; CN102066970B; DE102008038365A1; WO2010000254A3; WO2010000252A3; WO2010000253A2; US8593333B2; JP2011526371A; WO2010000254A2; JP2011526372A; DE112009001074A5; WO2010000251A2; US20110074620A1; DE112009001064A5; US20110074621A1; EP2294445A2

Abstract

다수의 송신 안테나를 사용하여 송신 신호를 송출하는 송신장치, 다수의 수신 안테나를 사용하여 대상에서 반사되는 송신 신호를 수신하는 수신 장치, 및 수신한 신호를 처리하는 신호처리장치가 장착된 주변 인식용 레이더센서에 있어서, 평평한 보드의 앞면 또는 뒷면에 하나 이상의 개별 유닛(이하 기본 다이폴)이 구비되는 다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나가 존재하고, 상기 평평한 보드에 배치된 하나 이상의 기본 다이폴로서 상기 다이폴의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 수직에 대해 45°이하로 기울어져 상기 보드에 위치하는 기본 다이폴이 구비된 적어도 하나의 송신 안테나 및 하나의 수신 안테나가 존재하고, 그리고 상기 평평한 보드에 배치된 하나 이상의 기본 다이폴로서 상기 다이폴의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 수직에 대해 45° 이상으로 기울어져 상기 보드에 위치하는 기본 다이폴이 구비된 적어도 하나의 송신 안테나 및 하나의 수신 안테나가 존재하는 것을 특징으로 한다.

Description

전방 및 측방 방사형 레이더센서 {RADAR SENSOR WITH FRONTAL AND LATERAL EMISSION}

본 발명은 운전자를 지원하기 위해 차량에 사용하는 레이더센서에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레이더센서는 전방과 측방에서 방사하므로 특히 차선변경 보조장치로서 사용하기에 적합하다.

오늘날 차량에 운전자 보조시스템이 점점 더 많이 장착되는 추세인 바, 이러한 보조시스템은 센서를 이용하여 차량 주변을 인식하고 이렇게 감지된 교통 상황에 따라 차량이 자동으로 반응하도록 유도하고/하거나 운전자에게 지시하는, 특히 경고하는 기능을 한다. 이러한 기능은 크게 두 가지, 즉 편의기능과 안전기능으로 구분된다.

현재의 기술 수준에서는 편의기능으로서 FSRA(전속도 적응순항 제어장치: Full Speed Range Adaptive Cruise Control)가 가장 중요한 역할을 한다. FSRA를 장착한 경우 차량은 자체 속도를, 교통 상황이 허용하는 한, 운전자가 사전에 지정한 희망 속도로 조절하고, 그렇지 않은 경우에는 자체 속도를 자동으로 교통 상황에 맞게 조절한다. 두 번째로 중요한 편의기능은 본 발명과 관련된 차선변경 보조장치로서, 이 장치는 인접 차선에 차선 변경 시 조심해야 할 다른 차량이 있을 경우 이를 운전자에게 나타내거나 점멸등을 작동시켜 그 다른 차량이 급정거를 하거나 또는 제어되지 않은 상태로 차선을 변경하는 위험 상황과 사고를 방지한다.

이러한 기능은 편의성을 높일 뿐만 아니라 안전기능에도 초점을 두는 바, 즉 비상 상황에서는 제동거리 또는 정지거리의 단축이 아주 중요하기 때문이다. 적절한 운전자 지원 기능에는 브레이크의 작동대기(prefill) 시간을 단축시키는 브레이크의 자동 작동대기 기능과 개선된 보조 브레이크장치(BAS+) 기능, 그리고 자율적인 비상 제동 기능까지 포함된다.

현재 위에서 기술한 유형의 차량 보조시스템용으로 레이더센서가 주로 사용된다. 이 센서는 악천후에도 그 기능을 신뢰할 수 있으며, 다른 차량과의 거리 외에 도플러효과를 통해 그 차량의 시선 방향 상대속도를 인식할 수 있다. 이때 송신 주파수로서 24GHz 및 77GHz가 사용된다.

현재 시중에 출시되어 있는 레이더센서의 전방 인식 범위는 최대 - 75° - + 75° 정도이다. 하지만 고성능 차선변경 보조장치를 제작하려면 인식 범위를 측면으로 더 넓혀, 말하자면 운전자가 구석까지도 볼 수 있어야 한다. 이러한 인식 범위의 확대는 자신의 차량이 다른 차량, 특히 소형 차량을 천천히 추월할 때, 그리고 그 차량이 사이드미러의 사각 범위 내에 있을 때 특히 더 중요하다. 측면의 인식 범위를 이처럼 확대하려고 할 때, 현재의 기술 수준으로는 설치 방향이 다른 두 번째 센서를 설치하든지 또는 적어도 방향을 달리 한 다른 고주파 카드를 추가로 더 장치해야 하는 바, 이렇게 추가로 설치해야 할 경우 시스템 생산비가 상당히 증가하게 된다.

본 발명의 과제는 전방 및 측방을 인식하는 저렴한 센서를 제작하는 것이다.

이러한 과제는 기본적으로 청구항 1 - 14에 따른 레이더시스템에 의해 해결된다. 이 청구항에서는 평평한 카드에 장착된 기본 방사체로 측면으로 방사할 수 있는 방법이 기술되어 있는 바, 이러한 방사를 위해 카드 프레임에 장착된 측면으로 직접 방사하는 기본 다이폴 및/또는 반사면에 장착되거나 또는 전방으로 방사하는 기본 다이폴의 절연 소재를 적절한 형태로 변형한 산광기를 사용한다.

본 발명의 장점은 차선변경 보조장치로서의 기능을 실행하는데 특히 필요한 전방 및 측방 인식 센서를 저렴하게 제작할 수 있다는 점이며, 그 외의 다른 기능과 관련하여서도 시스템의 생산비를 상당히 절감할 수 있다는 점이다. 말하자면 본 발명에 따른 센서를 차량의 모서리 부위에 장착할 경우 차량에 필요한 센서의 개수를 줄일 수 있기 때문이다. 필요한 센서의 개수를 줄이면 필요한 설치 공간도 줄고 차량의 중량도 감소한다는 점도 당연히 또 다른 장점이라고 할 수 있다.

도 1에서, 가운데 도면은 첫 번째 레이더센서 모델의 수평 단면이고, 위와 아래의 도면은 이 센서에 장착된 고주파 보드의 앞면 및 뒷면이다.
도 2는 레이더센서의 양 인식 범위를 위에서 본 도면이다.
도 3은 차선변경 보조장치로서 기능하는 두 레이더센서의 인식 범위와 차량에서의 설치 위치를 위에서 본 도면이다.
도 4는 전면 및 측면으로 향한 안테나의 방위각에 대한 양방향 안테나의 그래프이다.
도 5에서, 가운데 도면은 두 번째 레이더센서 모델의 수평 단면이고, 위와 아래의 도면은 이 센서에 장착된 고주파 보드의 앞면 및 뒷면이다.
도 6에서, 가운데 도면은 세 번째 레이더센서 모델의 수평 단면이고, 위와 아래의 도면은 이 센서에 장착된 고주파 보드의 앞면 및 뒷면이다.
도 7에서, 가운데 도면은 네 번째 레이더센서 모델의 수평 단면이고, 위와 아래의 도면은 이 센서에 장착된 고주파 보드의 앞면 및 뒷면이다.
도 8은, 도 7과 같이 장착한 경우, 보드 평면에 대한 방위각이 α_AZ일 때 측면으로 향한 수신 안테나의 상 중심과 멀리 떨어진 점 형태의 대상 간의 상이한 거리를 도시한 도면이다.

이하 레이더센서의 예시 모델과 그에 속하는 안테나의 실제 모델을 이용하여 본 발명을 설명한다.

도 1의 가운데 도면은 레이더센서에 의해 수평으로 분할된 단면을 나타낸 도면이다. 센서의 전면과 측면은 플라스틱 케이스(1.1)로 둘러싸여 있는 바, 이 케이스는 레이더의 전파가 되도록 방해와 영향을 받지 않고 통과하게 한다. 센서의 뒷면에는 커버(1.2)가 있다. 그 사이에는, 앞에서 보았을 때, 고주파로, 즉 레이더 주파수 대역(예를 들어 24GHz 대역)에서 작동하는 부품이 장착되어 있는 보드(1.3)와 금속 또는 금속화된 플라스틱으로 이루어진, 구조적으로 지지하고 보드를 차폐하는 역할을 하는 내부 브래킷(1.4), 그리고 저주파 부품, 특히 디지털 신호를 평가하는데 사용되는 보드(1.5)가 장착되어 있다.

도 1의 위 도면에서 도시한 고주파 보드(1.3)의 앞면과 그 뒷면(도 1의 아래 도면)에는 송신 신호를 송출하는 송신 안테나와 대상에서 반사된 송신 신호를 수신하는 수신 안테나가 있다. 송신 및 수신 안테나는 압착된 구조의 패치 안테나로서 설계되어 있다. 보드 전면에 위치한 송신 안테나 TXF 0과 수신 안테나 RXF 0 - 7은 센서 전방을 인식하는 역할을 한다. 도 2는 F로 표시한 센서(2.1)의 전방 인식 범위를 위에서 본 도면이다. 개별적인 각 사각형 패치는 송신 유닛 또는 수신 유닛(이하 기본 다이폴이라고도 칭함)를 나타내는 바, 이 패치의 광선 원뿔을 상당히 넓으며 이 원뿔의 중심은 보드에 대해 수직이다. 보드 전면에 위치한 이 안테나는 하나의 수직 패치 열(즉 8개가 겹쳐서 배열된 패치)로만 이루어져 있으므로 광선 원뿔의 방위각(즉 수평 방위각)은 개별적인 각 패치의 광선 원뿔 방위각과 동일하며, 그 범위는 보드에 대해 수직으로 -75° - +75° 이다. 그리고 그 고각(즉 수직 방향)은 패치가 8개 겹쳐서 배열되어 있으므로, 인식 범위는 훨씬 좁아져 보드에 대해 수직으로 약 -10° - +10°이다. 수신 안테나 8개가 등거리로 수평 방향으로 배열되어 있으므로 신호처리장치에서 이산 푸리에 변환(DFT)를 이용하여 디지털 빔 형성을 실행할 수 있으며, 따라서 센서 전방의 인식 영역 F에서 대상의 방위각을 정확히 측정하고 방위각이 다를 때 이 각을 통해서만 대상을 구분할 수 있다.

보드 뒷면(도 1의 아래 도면 참조)에는 고주파 신호를 생성하고 처리하는 장치(1.31) 외에 송신 안테나 TXS와 수신 안테나 RXS가 각각 4개씩 겹쳐서 배열된 패치가 있다. 이 패치가 송출한 빔은 내부 브래킷(1.4)의 금속제 또는 금속화된 표면(1.41)을 통해 측방으로 편향되므로 안테나 TXS와 RXS는 도 2에 도시한 측면 인식 영역 S를 생성할 것인 바, 보드 면과 관련하여 이 영역의 인식 방위각 범위는 약 -50° - +50°이다. 어느 한 시점에 RXS가 수신한 신호만으로는 이 인식 범위 내에 대상이 있다고만 말 수 있을 뿐이고 그 방위각을 결정하고 그 대상을 방위각만으로 서로 구분할 수는 없다. 어떤 구분은 거리나 시선 방향 상대속도와 같은 측정된 다른 단위 및/또는 어떤 특정 대상이 있다는 가정 아래에서 측정 단위의 시간적 경과를 통해서만 가능하다. 후자의 경우는 각도를 측정하기 위해 사용될 수도 있는 바, 이에 대해서는 아래에서 더 상세히 논의하겠다.

이러한 레이더센서는 예를 들어 차선변경 보조장치를 실현하기 위해 사용될 수 있는 바, 이 장치는 인접 차선에 차선 변경 시 조심해야 할 다른 차량이 있을 경우 이를 운전자에게 나타내거나 점멸등을 작동시켜 그 다른 차량이 급정거를 하거나 또는 제어되지 않는 상태로 차선을 변경하는 위험 상황과 사고를 방지한다. 이러한 차선변경 보조장치 기능을 위해, 도 3의 위에서 본 도면과 같이, 차량(3.1)의 후방 좌/우측에(대개의 경우 플라스틱 범퍼 뒤)에 위에서 소개한, 도 1에 따른 두 레이더센서(3.2 및 3.3)이 장착된다. 이때 이 설치각의 절대값은 차량의 길이 방향으로 60° 즉 후미에 대해 30° 기울어진 각이다. 도 3은 두 센서의 인식 영역을 도시한 도면이다. 각 센서의 두 전방 인식 영역 FL과 FR은 자신 차량 뒤에 있거나 또는 차량의 후미 높이에 있는 차량을 탐지하는데 사용된다. 이 인식 영역에서 DFT의 의한 디지털 빔 형성을 이용하여 8개의 수신 안테나 RXF 0 - 7의 수신 신호를 통해 대상의 방위각을 정확히 측정하여 80m 떨어진 거리에서도 차량이 올바로 차선을 변경할 수 있게 할 수 있다. 즉 이 거리에서 빠른 상대속도로 접근하는 차량을 탐지할 경우, 이는 그 차량이 인접 차선에 위치한 경우에만 (예를 들어 3차선 도로에서 자신의 진행 차선 옆의 두 차선이 아니라) 차선변경 보조장치에게 중요한 의미를 지닌다.

물론 인식 영역 FL과 FR이 차량 옆의 모든 공간을, 특히 중앙 및 전방 영역을 모두 포함하는 것은 아니다. 이는 자신의 차량이 다른, 특히 소형 차량을 천천히 추월하고 이 소형 차량이 사이드미러의 사각 범위 내에 있을 경우 특히 더 중요한 문제이다. 이를 위해 각 센서의 측면 인식 범위 SL과 SR이 필요하다. 본 발명에 따라 고주파 보드에 배치한 기본 다이폴의 방사 방향을 편향시켜 이러한 인식 영역을 생성하지 않는다면, 설치 방향이 다른 두 번째 센서나 또는 최소한 다른 방향으로 향한 추가 고주파 보드가 필요할 것이며 이렇게 하면 생산비가 상당히 증가하게 될 것이다.

각 센서의 두 전방 인식 영역에서 측정각의 정밀도는 밖으로 나갈수록 저하된다(즉 센서에서 수직 방향에 대해 각도의 절대값이 커지는 경우). 이는 기본적으로 비선형의, 밖으로 나가면서 점점 더 평평해지는 방위각과 인접한 수신 안테나 RXF 0 - 7가 수신하는 수신 신호의 상 차이에 기인하며 또 안테나의 게인이 줄어들기 때문에 밖으로 갈수록 감소하는 신호대잡음비에 기인한다. 그러므로 차량의 측면에 대해 바깥 방향을 가리키는 FL과 FR의 각 영역에서 진폭을 각 측방 인식 영역 SL 및 SR에서 수신한 안테나 PXS의 수신 준위와 비교하여 각도를 추가로 더 평가한다. 도 4는 전방 안테나(TXF 0/RXF 0 - 7)과 측방 안테나(TXS/RXS)의 방위각에 대한 양방향 안테나(즉 송신 및 수신 안테나)의 그래프로서, 진폭 비교에 의한 추가 각도 평가는 센서와 관련된 약 60° - 75° (좌측 센서에 대해) 및 -60° - -75° (우측 센서에 대해)의 방위각 범위 내에서 실행되는 바, 이 범위 내에서 전방 안테나의 준위는 상당히 낮아지는 반면 측방 안테나의 준위는 증가하여 준위 비율에 상당한 변화가 발생한다. 전방 안테나의 준위를 위해 수신 안테나의 개별 준위가 아니라 디지털 빔 형성 후 생성된 준위를 이용한다. 대상이 여러 개 있는 경우 전자는 오류 발생의 원인이 될 수 있기 때문이다. 진폭 비교 외에도 전방 및 측방 수신 안테나에서 나온 수신 신호의 상 관계도 평가할 수 있을 것이다. 이때 이들 안테나의 상 중심 사이의 수평 거리를 고려해야 한다.

지금까지 설명한 방법에 의해 대상의 방위각을 전방의 측면으로 각각 최대 15°까지 더 평가할 수 있다. 전방으로 더 가리키는 인식 영역 SL과 SR의 부분(즉 FL과 FR의 영역 밖)에서는 어느 특정 시점에 수신한 신호에서 어떤 일반적인 방위각 평가를 실행할 수 없는 바, 즉 어떤 대상이 있다고 가정할 경우에만 측정 단위의 값 및/또는 시간적 경과에서 이러한 평가를 실행할 수 있으며, 이제 아래의 몇 가지 예를 통해 이에 대해 논의하겠다.

- 자신의 차량과 평행하여 이동하는 대상이 측방 인식 영역 SL 또는 SR의 앞에서 온다면 센서에 대한방위각의 절대값은 감소하여 따라서 이에 속하는 양방향 안테나의 게인은 최대값을 초과한 다음 다시 감소하기 전에 증가한다(도 4 참조). 이러한 가정과 어느 정도 일정한 반사율(즉 일정한 반사면)에서 출발하고 경우에 따라 변화하는 대상과의 (직접 측정되는) 거리를 더 고려한다면 측정된 준위와 이미 알고 있는 안테나의 게인을 비교함으로써 방위각에 대해 이러한 결론을 대략적으로 내릴 수 있다.

- 센서에 대한 정지하고 있는 대상의 시선 방향 상대속도는 방위각과 차량의 자체 속도에 따라 다르다. 자체 속도는 이미 알고 있으므로 센서로 측정한 시선 방향 상대속도가 정지하고 있는 대상의 속도라고 가정하여 이 속도에서 그 대상의 방위각을 유추할 수 있다. 기본적으로 정지 대상이라는 가정에서 그 대상의 방위각을 결정할 때 여러 가지의 SAR 방법(SAR = Synthetic Aperture Rader(합성개구레이더))을 사용할 수 있다.

- 자신의 차량과 평행하여, 일정한 절대속도로 이동하는 차량의 센서로 측정한 시선 방향 상대속도는 그 차량의 방위각에 따라 다르고 또 자기 차량의 속도와 그 다른 차량의 절대속도 간의 차이에 따라 다르다. 다른 차량의 방위각과 절대속도에는 두 가지 모르는 점이 있기 때문에 그러한 가정을 위해 측정한 시선 방향 상대속도를 일정한 기간 동안 평가해야 한다.

고주파 보드에 배치한 기본 다이폴의 측방 방사를 실현하기 위해 지금까지는 적당한 형태를 띤 금속제 표면에서 산광기를 사용하였다. 하지만 그 대신 다른 방법도 사용할 수 있는 바, 이에 대해서는 아래의 예를 통해 좀 더 상세히 다루겠다.

- 고주파 보드에 배치한 기본 다이폴의 빔 경로는 중공 전선에 의해 측면으로 편향된다. 도 5는 이를 위해 내부 브래킷(5.4)에 있는 중공 전선(5.41)이 장착된 레이더센서에 의해 분할된 수평 단면을 나타낸다. 고주파 보드(도 5의 위 도면은 앞면 도시, 아래 도면은 아랫면 도시)는 측면으로 편향된 안테나 TXS와 RXS을 위해 패치를 약간 안으로 넣었다는 점에서 도 1에 도시한 원래의 모델과 다르다.

- 고주파 보드에 배치한 기본 다이폴의 빔 경로는 절연 소재로 제작한 적절한 형태의 구조물에 의해 측면으로 편향되는 바, 이때 절연 소재로 제작된 이 구조물은 주로 기본 다이폴 위에 배치되는 플라스틱 케이스의 한 부분이다. 이 방법은 반사면이나 중공 전선 구조물에 의해 산광기와 결합하여 사용될 수 있다.

- 압착된 구조의 기본 다이폴이 사용되는 바, 그 광선 원뿔의 중심은 추가 조치가 없어도 이미 보드의 측면에 위치해 있다. 이를 위해 보드의 프레임에서 마감되는 적절한 형태의 스터드를 사용할 수 있는 바, 이 스터드는 슬롯 배열 안테나로서 작용한다. 도 6의 위 도면은 프레임에 스터드를 배치한 고주파 보드(6.3)의 앞면을 나타내는 바, 이때 이 스터드는 측면으로 방사하는 안테나 TXS 및 RXS의 기능을 한다. 이렇게 할 때 한편으로는 편향 조치가 필요하지 않고(도 6의 가운데 도면에 따라 배치한 단면 참조), 다른 한편으로는 보드 뒷면에 패치를 배치할 필요가 없는 바, 이러한 배치는 도 6의 아래 도면에 도시되어 있다.

지금까지 고찰한 배치에서는 송신 안테나와 수신 안테나가 하나씩만 있기 때문에 측방 인식 영역에서 어느 한 시점에 수신한 신호에 방위각을 측정할 방법이 없다. 이러한 단점을 극복하기 위해 측방을 향하는 몇 개의 송신 및/또는 측방으로 향하는 몇 개의 수신 안테나가 필요한 바, 그 상 중심은 보드에 대해 수직 방향에서 볼 때 편위되어 있다. 그 다음 송신 안테나와 수신 안테나를 다양하게 조합하여, 이러한 조합을 위해 상의 중심이 편위된 그러한 송신 및/또는 수신 안테나 몇 개를 이용할 경우, 수신 신호의 상 위치에서 방위각을 평가할 수 있다.

이에 대해 이제 도 7에 도시한 예를 이용하여 설명하겠다. 도 7의 위 도면에 도시한 고주파 보드의 전면(7.3)에는 프레임에 측방으로 방사하는 수신 안테나 RXS 0용 패치가, 그리고 도 7에 도시한 고주파 보드의 아랫면에는 측방으로 방사하는 송신 안테나 TXS 0과 측방으로 방사하는 두 번째 수신 안테나 RXS 1용 패치가 있다. 이러한 패치의 방사를 측방으로 편향시키기 위해 도 7의 가운데 도면에 따라 배치하여 단면으로 도시한 바와 같은 반사면이 다시 이용되는 바, 이 반사면은 보드 아랫면에 위치한 안테나 TXS 0과 RXS 1을 위해, 그리고 보드 윗면에 위치한 안테나 RXS 0을 위해 플라스틱 케이스(7.1)의 성형물(7.11)을 패치 위에 적당한 형태로 부분적으로 금속화하여 장착함으로써 다시 금속 또는 금속화된 플라스틱으로 제작한 내부 브래킷(7.4)의 부품(7.41)로서 이용된다.

따라서 두 수신 안테나 RXS 0과 RXS 1의 상 중심은 보드에 대해 수직 방향으로 서로 d만큼 편위된다. 도 8에는 이 안테나의 상 중심을 수직으로 투영하여 도시하였다. 또한 도 8은 보드 평명에 관련된 방위각이 α_AZ일 때 멀리 떨어진 점 형태의 대상에 대한 빔 경로를 나타낸다(대상이 멀리 떨어져 있어서 빔 경로를 평행으로 가정할 수 있다. 즉 대상이 안테나 어레이의 원거리 필드에 위치한다) 대상과 수신 안테나 RXS 0과의 빔 거리는 대상과 수신 안테나 RXS 1과의 거리보다 Δr　=　sin(α_AZ)(d만큼 더 멀다. 그러므로 RXS 1의 수신 신호의 상은 RXS 0의 수신 신호 상보다 Δj　=　2π/λ·sin(α_AZ)·d만큼 먼저 도착하는 바, 여기서 λ는 사용한 레이더 주파수의 파장이다(24GHz에서 파장은 약 12.5mm이다). 이에 두 수신 안테나 RXS 0과 RXS 1의 수신 신호 간의 측정된 상 편차 Δj에서 해당 대상의 방위각 α_AZ　=　arcsin(Δj·λ/(2π·d))을 결정할 수 있다. 이때 물론 상과 따라서 상 편차도 2π의 미지의 정수 배수까지만 측정할 수 있으므로, 인식 영역 전체에서 상 편차가 2π보다 작을 경우에만, 방위각을 결정할 때 명확하게 해석할 수 있다는 점을 고려해야 한다. 따라서 여기서 가정한 보드 평면에 대한 -50° - +50°의 인식 영역에 대해 필연적으로 d　<　π·λ/(2π·sin(50°))　=　0.65 λ이어야 한다.

도 7에 따라 고찰한 배치에서는 측방으로 향하는 두 안테나의, 보드에 대해 수직 방향에서 볼 때, 상 중심 편위는 보드의 아랫면과 윗면에 위치한 패치의 방사가 반사면에서 측방으로 편향됨으로써 실현된다. 이러한 두 안테나의 상 중심 편위는 하지만 아래의 예와 같은 방법으로도 실현될 수 있다.

- 보드의 전면에는 프레임에 슬롯 배열 안테나가 있고 뒷면에는 반사면에 산광기와 있는 패치가 있으며.

- 보드 전면에는 프레임에 위치한 슬롯 배열 안테나와 반사면에 산광기가 있는 패치가 있는 바, 여기서 상 중심은 보드 위에 있고.

- 보드 뒷면에 패치가 있는 바, 그 산광기는 중공 전선이나 상이한 반사면에 의해 상이한 두 상 중심이 보드에 대해 수직 방향으로 향하는 형태를 띤다.

한편으로는 보드에 대해 수직 방향으로 두 개 이상의 상이한 평면을 만들 수 있고 다른 한편으로는 그와 동시에 이 방향에서 편위된 상 중심이 있는 여러 송신 안테나 및 수신 안테나가 있을 수 있다는 점에 주목해야 할 것이다. 이렇게 할 경우 대상의 방위각을 더 정확하게 측정되고 방위각만을 통해서 여러 대상이 구분된다.

기존의 배치에서는 각 안테나가 송신 전용 또는 수신 전용으로만 사용된다. 하지만 적절한 고주파 구성품(예를 들어 압착한 링 커플링)을 사용하면 하나의 안테나를 송신 및 수신 겸용으로 사용할 수 있다. 따라서 측방으로 향하는 송수신 공동 안테나를 실현하면 설치 공간이 한정되어 있을 때 기존의 배치에서보다 두 배 더 많이 배치할 수 있고, 따라서 빔 집속이 고각 방향에서 더 향상된다.

Claims

- 다수의 송신 안테나를 사용하여 송신 신호를 송출하는 송신장치,
- 다수의 수신 안테나를 사용하여 대상에서 반사되는 송신 신호를 수신하는 수신 장치, 및
- 수신한 신호를 처리하는 신호처리장치
가 장착된 주변 인식용 레이더센서에 있어서,
- 평평한 보드의 앞면 또는 뒷면에 하나 이상의 개별 유닛(이하 기본 다이폴)이 구비되는 다수의 송신 안테나 및 다수의 수신 안테나가 존재하고,
- 상기 평평한 보드에 배치된 하나 이상의 기본 다이폴로서 상기 다이폴의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 수직에 대해 45°이하로 기울어져 상기 보드에 위치하는 기본 다이폴이 구비된 적어도 하나의 송신 안테나 및 하나의 수신 안테나가 존재하고, 그리고
- 상기 평평한 보드에 배치된 하나 이상의 기본 다이폴로서 상기 다이폴의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 수직에 대해 45° 이상으로 기울어져 상기 보드에 위치하는 기본 다이폴이 구비된 적어도 하나의 송신 안테나 및 하나의 수신 안테나가 존재하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항에 있어서,
하나 이상의 기본 다이폴로서 상기 다이폴의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 상기 보드에 대해 거의 평행하게 또는 거의 수직하게 위치하는 기본 다이폴이 구비된
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 기본 다이폴이 압착된 구조로서, 특히 패치로서 형성되어 있는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 안테나가 송신용 및 수신용으로 사용되는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 기본 다이폴의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 수직에 대해 45° 이상으로 기울여져 상기 보드에 위치하는데, 이러한 기울어짐은 압착된 형태의 기본 다이폴을 사용하기 때문이고,
광선 원뿔의 중심이 어떠한 보조 장치 없이 상기 보드에 대해 적어도 거의 수직인 기본 다이폴(이하, 전방 기본 다이폴)이 대체로 상기 보드의 프레임 근처에 배치되고, 그리고
상기 전방 기본 다이폴의 광선 원뿔의 중심을 기울이기 위해
- 기본 다이폴의 빔 경로를 반사면, 특히 금속 또는 금속화한 평평하거나 볼록한 면을 사용하여 특히 기본 다이폴 위에서 편향시키는 방식,
- 중공 전선을 사용하여 기본 다이폴의 빔 경로를 편향시키는 방식, 및
- 절연 재료로 제작한 적절한 형태의 구조물을 사용하여 기본 다이폴을 특히 기본 다이폴 위에서 편향시키는 방식 중 하나 이상을 사용하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 기본 다이폴의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 수직에 대해 45° 이상으로, 특히 거의 90°로 기울여져 상기 보드에 위치하는데, 이러한 기울어짐은 압착된 형태의 기본 다이폴을 사용하기 때문이고,
광선 원뿔의 중심이 어떠한 보조 장치 없이 상기 보드에 대해 측방에 있는 기본 다이폴(이하, 측방 기본 다이폴)이 대체로 상기 보드의 프레임 근처에 배치되고, 그리고
상기 측방 기본 다이폴은 대개 슬롯 배열 안테나로서 실현되어 있는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 두 개의 송신 안테나 및/또는 두 개의 수신 안테나로서, 상기 안테나의 광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 수직에 대해 45° 이상 기울어져 상기 보드에 위치하고 상기 안테나의 상의 중심이 상기 보드에 대해 수직 방향에서 볼 때 각각 서로 편위되어 있는 적어도 두 개의 송신 안테나 및/또는 두 개의 수신 안테나가 존재하고,
다양하게 조합한 송신 안테나와 수신 안테나의 수신 신호의 상 위치를 이용하기 위해, 상 중심이 편위된 적어도 두 개의 송신 안테나 및/또는 두 개의 수신 안테나를 사용하고, 그리고
상기 신호처리장치에서 대상의 상기 보드에 대한 수식 방향의 각위치를 평가하는,
주변 인식용 레이더센서.
제7 항에 있어서,
상기 보드에 대해 수직 방향으로 상 중심을 편위시키기 위해서
- 상기 보드의 두 면에 제5 항에 따른 하나 이상의 편향된 전방 기본 다이폴 또는 제6 항에 다른 측방 기본 다이폴이 있는 방식,
- 상기 보드의 한 면에 특히 앞면에 하나 이상의 측방 기본 다이폴이 있고 상기 보드의 다른 면에 하나 이상의 편향된 전방 기본 다이폴이 있는 방식,
- 상기 보드의 한 면에만 하나 이상의 측방 기본 다이폴 및 하나 이상의 편향된 전방 기본 다이폴이 있되, 상기 다이폴의 상 중심이 상기 보드의 위 또는 아래에 있는 방식, 및
- 상기 보드의 한 면에만 특히 뒷면에만 하나 이상의 편향된 전방 기본 다이폴이 있되, 그 산광기가 중공 전선이나 상이한 반사면에 의해 상이한 상의 중심이 상기 보드에 대해 수직 방향으로 향하는 형태를 띠는 방식 중 하나 이상을 사용하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 상기 보드에 대해 수직 방향으로 45° 이상 기울어져 상기 보드에 위치한, 특히 하나의 송신 안테나 및 하나의 수신 안테나만이 존재하고,
상기 신호처리장치에서 어떤 지정된 대상이 있다는 가정에 따라 값 및/또는 하나 이상의 측정 단위의 시간적 경과에서 상기 보드에 대한 수직 방향에서 대상의 각위치를 평가하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
광선 원뿔 중심이 상기 레이더센서의 외부에서 상기 보드에 대해 수직으로 45° 이하로 또는 45° 이상으로 기울어져 있는 하나 이상의 수신 안테나가 존재하고,
상기 수신 안테나의 인식 영역이 겹쳐 있으며 겹쳐진 영역에서 신호 또는 그러한 안테나의 수신 신호에서 도출되었거나 또는 이에 상응하는 단위의 진폭 비교 및/또는 상 비교에 의해서 대상에 대한 각 평가가 실행되고/되거나 각 평가에서의 다의성을 방지하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 레이더센서와 관련하여 스스로 전방(전방 인식 영역)으로, 즉 차량에 장착한 면과 반대 방향으로 그리고 측방(측방 인식 영역)으로 향하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제11 항에 있어서,
한편으로는 전방 및 측방 인식 영역이 접하거나 겹치고 다른 한편으로는 전방 인식 영역을 위해 다수의 송신 안테나 및/또는 수신 안테나가 존재하고 이러한 안테나에 의해서 상기 전방 인식 영역에서 대상의 방위각을 직접 측정할 수 있는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제11 항 또는 제12 항에 있어서,
상기 보드의 앞면에 배치한 압착 구조의 기본 다이폴에 의해 인식 영역이 전방인 적어도 하나의 송신 안테나 및 하나의 수신 안테나가 존재하고,
상기 보드의 뒷면의 프레임에 배치한 압착 구조의, 금속 또는 금속화된 평평하거나 볼록한 면에서 편향되는 다이폴에 의해 인식 영역이 측방인 적어도 하나의 송신 안테나 및 하나의 수신 안테나가 존재하고, 그리고
상기 금속 또는 금속화된 평평하거나 볼록한 면은 내부 전도체의 일부로서 작용하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.
제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
차량의 차선변경 보조장치를 실현하기 위해 후방 및 측방을 향하는
것을 특징으로 하는, 주변 인식용 레이더센서.