TW202030499A - 用於發光和雷達輻射之車輛的雷達和發光配置及方法和用途 - Google Patents

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Abstract

在許多狀況下，迄今單獨的組件用於發光及雷達輻射。存在對一組合之裝置的需求，該組合之裝置自身亦可將光發射及雷達發射在裝置-技術協同作用方面之優點統一起來。提供一種用於發光及雷達輻射且用於至少偵測反射之雷達輻射的雷達及發光配置（10），具有：一前燈（1），其具有一光透明前燈罩（4）及一光源（2）及一光反射器（3）；一雷達模組（11），其具有一雷達天線單元（12），配置於該前燈罩之後，整合至該前燈中；其中該雷達及發光配置（10）包含至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14），特別是一頻率選擇性雷達輻射塑形構件，包括整合於該前燈罩中之一雷達輻射塑形構件。從而可進一步最佳化經配置為整合至該前燈中之雷達技術之應用。本發明進一步係關於一種用於此類雷達及發光配置之方法及用途。

Description

用於發光和雷達輻射之車輛的雷達和發光配置及方法和用途
本發明係關於一種特別是用於車輛之雷達及發光配置，其配置以用於發光及雷達輻射，且配置以特別是出於輔助車輛導航之目的藉助於雷達輻射來偵測偵測區中之駕駛情形。特定言之，本發明亦關於一種用於發光及雷達輻射及用於至少偵測反射之雷達輻射的方法。本發明尤其亦關於雷達及發光配置之用途。特定言之，本發明係關於一種根據各別獨立項之前言部分所述之裝置及方法。
具體而言，在車燈中，已經進行了嘗試來創建具有以高實務可行性用於照明以及用於雷達照射的整合之功能性的組合之裝置。此處，當考慮特別用於車輛之頭燈時，空間要求及穩固性係重要的要求。光輻射及雷達輻射之組合之應用自身已證實在偵測乘客運輸中之相對位置方面有利。現今在許多車輛中，特別在乘用車中，駕駛員輔助系統，諸如自適應距離控制、車道偏離警告系統及緊急情況制動系統得以全面實施。然而，在海上及航空業中，此類系統亦提供優點且已經被應用或至少被測試。此處，雷達技術為特別用於距離量測的主要焦點。然而，所討論的是，雷達技術應以有意義的方式配置於車輛上之哪一位置，並有可能與其他偵測組件相互作用。此處，雷達技術在道路車輛之保險桿中之習知整合具有高損壞風險，在車輛之小撞擊或車輛與周圍環境僅稍微接觸時已經如此。在整合至輻射器區中時，又必須接受對車輛設計之折衷方案。雷達組件在車輛中（特別在客車中）（特別在前部分中）之整合的另一挑戰亦在於補償個別材料塗層上（特別是保險桿上）及塗層上之傳輸及接收信號的衰減。通常，必須消除雷達信號中之假影及回波影像。換言之：取決於應用，雷達信號之確切評估並非無關緊要。
近來，正嘗試將雷達技術整合至車輛之頭燈中。
US 2008/0158045 A1描述一種車輛前燈，其具有照明單元且具有整合於前燈中之雷達單元，該雷達單元包括天線及控制單元，其中該控制單元配置於照明單元下方及光反射器下方且緊固至燈外殼之基底壁，且其中該天線緊固至光反射器，或配置於由光反射器包圍或跨越之區中，尤其能夠確保良好的輻射效率。
US 2011/0279304 A1描述一種車輛前燈，其具有照明單元及光反射器且具有投影透鏡且具有整合至前燈中之雷達單元，該雷達單元包括天線及控制單元，其中該控制單元及天線配置於照明單元與投影透鏡之間，其中天線以使得確保雷達輻射與投影透鏡之光學相互作用之方式經配置，該投影透鏡亦經配置成與照明單元及光反射器進行光學相互作用。
基於此先前技術，對用於組合之光及雷達發射的配置及方法存在興趣，藉以可達成進一步的優點其且可進一步增加道路使用者之利益。
目標係提供一種裝置及方法，藉由該裝置及該方法，特別對於車輛或機動車輛而言，可藉由頭燈最佳化光及雷達輻射之發射及所反射輻射之偵測。該目標特別在於實施光及雷達輻射之發射及反射輻射之偵測，其方式為使得在整合式設計中，光以及雷達輻射亦可彼此組合地用於共同裝置中以用於車輛之導航，特別亦關於結構設計及空間要求方面或亦關於可能的應用範圍方面或亦關於較高技術可靠性方面具有有利的副作用。
此目標係藉由一種如請求項1所述之雷達及發光配置，以及藉由如方法之各別附屬項之方法來達成。在各別附屬項中解釋了本發明之有利的進一步開發。下文中所描述之例示性具體實例之特徵可彼此組合，只要此未被明確拒絕。
提供一種特別是用於車輛的配置用於發光及雷達輻射且配置以用於至少偵測反射之雷達輻射的雷達及發光配置，其具有：一前燈，其具有一光透明前燈罩及配置於該前燈罩下游（亦即在該前燈罩上游的發射方向上）之一光源，及一光反射器；且具有一雷達模組，該雷達模組具有一雷達天線單元，經配置成整合至該前燈中及該前燈罩之後。根據本發明，建議該雷達及發光配置包含至少一個雷達輻射塑形構件，特別是一頻率選擇性雷達輻射塑形構件，特別包括整合至該前燈罩中之一雷達輻射塑形構件。此不僅達成了有利的相對配置，而且達成了關於雷達輻射之使用之高可變性，且尤其亦達成了與光輻射使用之解耦。從而可最佳化雷達技術，以高自由度有利地整合至頭燈中。
此處，雷達模組可特別在發射方向上配置於前燈罩與光源之間，其中該前燈罩包含一頻率選擇性雷達傳輸結構。已展示出，雷達模組在發射方向x上儘可能遠的配置係有利的，特別是接近於前燈罩之區，特別在與前燈罩重疊之配置中。
與迄今之所測試技術形成對比，根據本發明之配置以特定靈活性途徑且以高可變性使能夠使用如下優點：諸如（例如）在用於雷達技術之前燈內部亦具有保護及整合式結構設計，而無對於照明功能明顯的限制，從而必須被接受。
在根據本發明之配置中，前燈罩另外亦可用作天線罩或天線泡罩。前燈罩可特別由合成材料（例如聚碳酸酯）或玻璃組成。前燈罩或其材料（本身）對於光及雷達輻射（HF波）係透明的。
此處，雷達應被理解為用於在射頻範圍內傳輸及偵測電磁波之已經可用或已建立技術中之一者，亦即，在「無線電偵測及測距」或「無線電方向及測距」之一般意義上之雷達。此雷達技術可例如包括雷射雷達及/或毫米波雷達。
根據一個例示性具體實例，該雷達及發光配置包括來自以下群組之至少一個組件，其以雷達放射性相互作用或以光學關係或以與雷達模組之關係分別經配置，在前燈罩與光源之間或在前燈罩正上方（內部或外部）在發射方向上重導向及/或濾波所發射及/或反射之雷達輻射：雷達反射器、至少一個頻率選擇性雷達傳輸結構。此亦提供了關於前燈中之組件彼此之相對配置的優點。
在意欲在前燈中設置投影透鏡（投影方法代替具有光源之反射器方法）的情況下，該雷達模組及一/該雷達反射器之配置可以相似途徑加以描述，亦即，其中投影透鏡對應地處於本文中所描述之光源之位置中。換言之：對光源之參考亦可被解譯為對投影透鏡之參考。
前燈罩此處可充當用於雷達系統之主天線罩。前燈罩可例如自聚碳酸酯或玻璃產生。前燈罩較佳對光透明且亦對HF波透明。為了最小化反射，特別是在76 GHz至81 GHz之頻率範圍內，可將前燈罩之厚度選擇為波長之一半的整數倍。
在下文描述關於雷達模組之配置之有利的組態。
根據一個例示性具體實例，雷達模組配置於由光源發射之光錐的外部（特別是下方或後面）。換言之：雷達模組可配置於光傳播區外部，亦即側向地距光源之光軸一定距離。根據一個例示性具體實例，雷達模組配置於向下定界光反射器之切向或水平平面下方。根據一個例示性具體實例，雷達模組配置於光軸或對應於光反射器或光源之主定向之軸線的外部（特別是下方）。此亦使得有可能最佳化彼此之相對配置。視情況，一/該雷達模組可配置於該（該等）光源之後，特別是在實質上平行於該等光源之光錐之中心縱向軸線（或與該等光源之光錐之中心縱向軸線疊合）的該雷達模組之光軸之定向中。
此處，雷達輻射塑形構件可配置於雷達模組與光源之間。
雷達發射器及接收器並未配置於射束路徑中，而是在其外部，特別是在其下方。在個別組件之有利的相對配置中，藉助於雷達輻射在反射器處之反射且藉助於雷達輻射在60°至120°之範圍內（特別是90°）之偏轉，可發生雷達輻射在車輛前方方向上之偏轉，且亦可同時確保射束塑形。
特定言之，雷達模組或雷達發射器及接收器可向上豎直地定向。具有塗層之透明反射器（特別是所謂的菲涅爾反射器陣列）可配置於此雷達模組或雷達發射器及接收器的前方。用於雷達模組中之天線較佳為平面天線（例如平片/槽孔）。該等天線較佳可經由傳輸線（例如微帶線）而無需額外配接器整合至雷達模組中。該等天線可由多個個別天線或陣列天線組成，特別在二維配置中。
反射器對光源之光透明且僅反射雷達輻射且將其向前導引通過罩。此處，反射器將雷達輻射形成為所要波瓣或平面形狀。
罩可經塗佈以設置頻率選擇性傳輸結構且僅使在某頻帶範圍內之雷達輻射穿過。
根據一個例示性具體實例，雷達模組配置於前燈罩下方之區中，而處於與前燈罩重疊之配置中。此亦提供與照明功能之有利的解耦。另外，前燈罩或其幾何形狀亦可用作泡罩，使得准許確保自身良好的效率及評估品質。
根據一個例示性具體實例，雷達模組配置於前燈之外殼上之基座上，特別與該基座機械耦接。此亦有利於與照明功能解耦。
根據一個例示性具體實例，在雷達模組上或雷達模組正上方設置具有放射性罩之中間平面，其中該罩特別在組態中作為合成材料（特別是聚碳酸酯）層，特別具有單側塗層，其至少對於光不透明。此亦提供在輻射圖案之設定方面之另外自由度。特定言之，用於雷達模組之有利配置可基本上獨立於照明功能來達成，特別是在配置為熱屏蔽件的情況下。換言之：該罩可為熱絕緣或熱屏蔽的，或至少包含對應的熱屏蔽層。
根據一個例示性具體實例，該至少一個雷達輻射塑形構件在雷達輻射之發射方向上配置。
根據一個例示性具體實例，該至少一個雷達輻射塑形構件在雷達輻射之反射方向上配置。
根據一個例示性具體實例，該至少一個雷達輻射塑形構件以二維方式，特別是平面地或凸面地形成。
根據一個例示性具體實例，該至少一個雷達輻射塑形構件係頻率選擇性的，特別因為該雷達輻射塑形構件包括頻率選擇性雷達傳輸結構。該雷達輻射塑形構件特別頻率選擇性地配置，此係因為該雷達輻射塑形構件具有適合於所輻射之雷達輻射之波長（頻率）的尺寸。
根據一個例示性具體實例，該至少一個雷達輻射塑形構件在光源之發射方向上配置。
根據一個例示性具體實例，在該至少一個雷達輻射塑形構件上設置分別具有個別雷達輻射塑形功能之至少兩個雷達輻射塑形區。從而亦有可能個別地影響雷達輻射之第一部分，且以與影響第一部分不同之途徑個別地影響雷達輻射之第二部分，特別出於在近範圍及遠範圍內及/或在前部區及側向區中最佳化偵測之目的。
根據一個例示性具體實例，該至少兩個雷達輻射塑形區在同一雷達輻射塑形構件中配置/形成。此亦使全面的功能整合成為可能。
特定言之，不同的雷達輻射塑形區可包括至少一個導電區及至少一個非導電區。
藉助於根據本發明之配置，雷達輻射特別形成輻射前部，其可特別在導電區中經反射，使得可預定義干涉圖案。
在下文中，描述關於雷達模組之定向或關於雷達模組相對於其他組件之配置的有利組態。
根據一個例示性具體實例，雷達模組或雷達天線單元之光軸在預期前燈配置中至少大致向上豎直（垂直）地定向。根據一個例示性具體實例，雷達模組或雷達天線單元之光軸導向整合於前燈罩之後之前燈中之雷達反射器，且在發射方向上配置於光源之後，其中雷達模組之光軸以雷達模組可配置於前燈之基座上之方式經定向至雷達反射器。此亦分別使得雷達模組與光傳播路徑之局部解耦成為可能。
整合式天線及雷達模組之相對置放保持相對較靈活，特別在其自前燈之外側封閉時。此處所描述之相對置放自身已證實為特別有利的。
在下文中，描述關於雷達天線單元之有利組態。
根據一個例示性具體實例，一/該雷達天線單元配置於雷達模組之上部側處/上。此相對配置關於與光傳播路徑之解耦亦係有利的。
根據一個例示性具體實例，雷達天線單元配置為平面天線（特別呈平片天線及/或槽孔天線之類型）。此有助於整合，特別是在根據本發明之配置中。根據一個例示性具體實例，雷達天線單元包含二維配置中之複數個個別天線或天線陣列。此有利於輻射圖案之設定方面之高可變性。
根據一個例示性具體實例，雷達天線單元藉助於微帶線而無需額外配接器整合至雷達模組中。此亦簡化了整合。
雷達模組可特別含有可在平面介電基板上產生之所有彼等RF前端及電子組件及電路。有利地，天線全部位於前燈罩附近的前燈外殼之支腳（基座）處，特別是在由前燈罩至少部分重疊之配置中。
放射性配置經配置於雷達反射器與雷達模組之間的中間平面中，特別在至少大致正交於雷達模組之光軸之方向/平面中，特別以光學方式封閉雷達模組。有利地，罩由扁平的薄合成材料（特別是聚碳酸酯）組成，其中該合成材料可在一側上具有深色塗層。罩較佳經配置及組態以充當電子組件之熱屏蔽件。此罩配置亦提供細長的結構設計。
在下文描述關於根據本發明之配置之雷達反射器的有利組態。
根據一個例示性具體實例，雷達及發光配置包含配置於前燈罩之後且整合至前燈中之雷達反射器，其中雷達模組配置於該雷達反射器下方。根據一個例示性具體實例，該雷達反射器在覆蓋或重疊雷達模組之配置中配置，特別以使得在與雷達模組之光軸相反之平面圖中，雷達模組完全由雷達反射器單獨地或與前燈罩一起覆蓋之方式。根據一個例示性具體實例，雷達反射器連同雷達模組至少大致配置於相同的縱向位置中，特別是由前燈罩完全重疊或覆蓋，特別是在發射方向上雷達及發光配置之縱向延伸部分的後三分之一中，直至前燈罩。根據一個例示性具體實例，雷達反射器配置於光軸下方或對應於光反射器或光源之主定向之軸線的下方。此亦分別提供組件彼此有利的相對配置。
換言之：在根據本發明之配置中，雷達反射器及選擇性地亦有前燈罩之區中之高頻透鏡可以特別靈活途徑（亦即，具有高可變性）適應於對應於各別情形之雷達輻射，特別地基本上獨立於照明功能。若雷達系統整合至機動車輛前部的前燈中，則其雷達信號可因此特別藉助於前燈罩中之結構化之導電層/表面（雷達傳輸結構，特別在功能小結構之意義上具有圖案）而定製至所要偵測區。另外，機動車輛之前燈亦可承擔雷達技術之保護功能，特別是由於前燈罩之緣故。
根據一個例示性具體實例，雷達輻射之射束路徑藉助於雷達反射器重導向在70°至110°之範圍內，特別在90°之範圍內，該射束路徑特別至少大致在雷達及發光配置之發射方向上定向。此亦提供了關於組件彼此之相對配置之優點。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器具有二維範圍。此亦可最大限度簡單且穩固地組態設計。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器，特別是其內側，至少在若干區段中經配置成相對於發射方向x或相對於水平線具有在35°至60°之範圍內特別在40°至50°之範圍內之傾角。根據一個例示性具體實例，雷達反射器相對於前燈罩配置，其方式為使得雷達反射器及前燈罩形成覆蓋雷達模組之頂板結構，其中斜頂板之幾何形狀具有兩個對置傾斜之表面，特別具有在45°至90°之範圍內之夾角。此亦分別提供有利的相對配置且可使得功能整合更容易。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器之配置及/或定向係可機動調整的。此亦使大可變性成為可能且可擴展功能之範圍。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器至少在若干區段中具有三維延伸部分，且配置以亦側向地反射雷達輻射。此亦尤其延伸了功能性。特定言之，可在小的構造空間中以簡單方式確保高/廣泛的功能性。根據一個例示性具體實例，雷達反射器係由複數個二維元件形成，且從而具有每元件之二維延伸部分或關於所有元件之二維或三維延伸部分。此亦提供高可變性。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器配置為菲涅爾反射器，其中雷達反射器之兩側包含一頻率選擇性雷達傳輸結構，且其中雷達反射器配置以聚焦及/或準直雷達輻射。此使得對輻射圖案有極具目標性影響成為可能。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器係由光及雷達輻射透明基板材料組成且包含雷達輻射塑形構件，特別處於作為塗層或作為導電表面之組態中，特別具有頻率選擇性雷達傳輸結構。此亦可確保特別簡單及穩固的設計。該導電塗層或表面可獨立於其配置而特別由銅形成。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器包含雷達輻射塑形構件且相對於前燈罩而配置，其方式為使得自雷達模組直至到達前燈罩外部的雷達輻射穿過/輻射通過各別頻率選擇性雷達傳輸結構至少兩次。此亦提供高可變性。換言之：雷達輻射可經由由雷達反射件提供之第一濾波器（第一雷達傳輸結構）導引，且在重導向之後，亦經由由前燈罩提供之第二濾波器（第二或另外雷達傳輸結構）導引。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器係由個別反射器元件形成，該等個別反射器元件分別為特別具有相同側面長度之矩形或三角形。此向一種模組化設計提供高可變性，特別是在每一個別反射器元件之簡單基本設計中。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器在其表面中之至少一者上包含光透明的導電氧化物層或導電表面。此提供良好的反射率。此處，可藉助於該氧化物層至少部分地設置雷達傳輸結構。雷達傳輸結構之此整合方式連同比較高可變性（關鍵字：對輻射傳播之途徑及方式的影響）亦提供關於空間要求之優點。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器係光透明的（對光或可見光輻射透明）及雷達不透射線的（反射雷達或HF波）。此亦提供關於相對於光源之配置之良好可變性。
根據一個例示性具體實例，雷達反射器配置以用於塑形特別呈波瓣或平面形狀之雷達輻射。此擴展了應用可能性。
雷達反射器配置以用於轉向及/或準直到達之HF波。藉由使用反射器來代替透鏡，可省略適應HF波阻抗之需要。
雷達反射器可被稱作雷達輻射選擇性中間結構，其在空間中介於雷達模組或雷達天線與HF波之間。該反射器可具有以下形式：
平面反射器：該反射器配置以根據斯奈爾定律反射天線之輻射。
塑形反射器：取決於該反射器之3D形狀（特別亦在側向方向上）來反射及散射輻射。EM波強度（發射行為之方向性）之增加或減小可藉由反射器之合適形狀來設定或指定。
菲涅爾反射器：輻射經準直及/或聚焦。反射器準直波或將HF波分量設定為同相。特定言之，反射器配置以將球形波轉換成平面波。有利地，反射器之基板之厚度此處相當於波長之四分之一的奇數倍。此有利於轉換成平面波。
雷達反射器此處可由基板材料組成，其不僅對於光透明，而且對於HF波透明。特定言之，可在基板之塗佈有極薄的透明導電氧化物（TCO）之彼一個或兩個側中設定或指定反射率。
兩個表面較佳設置於菲涅爾反射器中，該等表面藉助於TCO而塗佈。僅一個TCO經塗佈表面較佳設置於平面或塑形反射器中。
雷達反射器較佳明顯配置於接近前燈外殼的光源上游。該配置較佳介於前燈罩與投影透鏡之間（在運用投影方法之頭燈中），或介於前燈罩與光源之間（在運用反射器方法之頭燈中）。
雷達反射器以使得聚束HF波可正確地照明所設置物件且接收波可聚焦於接收天線上之方式傾斜或定向。
在下文中，描述關於具有頻率選擇性雷達傳輸結構之至少一個雷達輻射塑形構件的有利組態。
根據一個例示性具體實例，具有頻率選擇性雷達傳輸結構之至少一個或該各別雷達輻射塑形構件至少在若干區段中包含週期性圖案結構配置，其中該等圖案結構特別處於同心配置中。此亦使得以特別靈活途徑關於個別應用來解譯及最佳化根據本發明之配置成為可能。
根據一個例示性具體實例，具有頻率選擇性雷達傳輸結構之雷達輻射塑形構件配置為塗層或配置為膜或配置為導電表面。此可進一步簡化結構設計。特定言之，亦可設置塗層作為經整合圖案或結構之補充。
根據一個例示性具體實例，前燈罩形成用於雷達輻射塑形構件或用於頻率選擇性雷達傳輸結構之基板。此提供特別穩固的構造，特別以基座模組之方式，其可用於多樣化應用且可經進一步調適。
根據一個例示性具體實例，雷達輻射塑形構件包含導電部件，其配置為光透明的導電氧化物層。此亦使得反射屬性之最佳化成為可能。
雷達傳輸結構可包含圖案之週期性配置（關鍵字：單位晶胞），該等圖案配置以橫越所提供之頻帶進行濾波，例如處於76 GHz至81 GHz之帶通濾波器。
雷達傳輸結構亦可整合至前燈罩中，其中前燈罩充當用於雷達傳輸結構之基板。雷達傳輸結構之導電部件此處較佳由超薄的透明導電氧化物或對應的氧化物層（TCO）組成。雷達傳輸結構此處可獨立於反射器上之配置及/或前燈罩上之配置履行至少兩個功能：對所提供頻帶（例如76 GHz至81 GHz）之外之不當的HF波進行濾波，及指定所要HF波之輻射圖案（特別是發射方向、準直及/或散射之類型及方式及程度）。
雷達傳輸結構可具有不同的組態，其不被僅限制至簡單的幾何形狀（例如互補環形、十字形、條帶），而是可例如亦含有複雜的基於曲折之狹槽（特別對於帶通），特別以減小單位晶胞之大小且達成較好的角度穩定性。
傳輸結構可配置以聚焦、偏轉雷達波及/或對雷達波進行濾波使得可達成各種掃描區、範圍及偏轉角。
在下文中，描述關於前燈罩之有利的組態。
根據一個例示性具體實例，前燈罩係由光及雷達輻射透明材料組成，特別由用於頻率選擇性雷達傳輸結構之基板材料組成，其配置為整合式塗層。此使得更全面的功能整合成為可能，特別是在穩固組態中。
根據一個例示性具體實例，前燈罩之厚度對應於所發射雷達輻射之一半波長的整數倍。此亦使得有可能最佳化傳輸特徵。
根據一個例示性具體實例，在前燈罩之兩側（內部及外部）上設置雷達傳輸結構。此有利於對輻射圖案特別有目標性的影響。根據一個例示性具體實例，雷達及發光配置配置為不具有投影透鏡，因為雷達射束路徑自雷達模組經由雷達反射器及前燈罩延伸，且因為光傳播路徑自光源及光反射器經由前燈罩直接延伸，亦即，分別不具有其他中間光學或放射性組件。換言之：整個配置不具有投影透鏡，亦即無透鏡。此尤其亦提供了簡單、緊湊、穩固的構造。
根據一個例示性具體實例，前燈罩相對於雷達模組而配置，其方式為使得前燈罩形成用於雷達模組之泡罩。此可進一步最佳化前燈中之功能整合，特別亦鑒於評估之敏感度及/或精度。
在下文中，提供功能之例示性描述。
藉助於根據本發明之配置，可經由傳輸及接收陣列來達成周圍情形之選擇性掃描，藉由該掃描，不僅可覆蓋前部之區（前部的），而且最佳地可覆蓋側面區（側向的）。此處，前燈中之所需感測器系統之數目亦可減少。亦可達成顯著改良之解析度。可以靈活途徑特別在薄膜之基於雷射之結構化中達成所要輻射成形，可以靈活途徑達成所要輻射塑形，使得雷達特徵適應於各別前燈類型且適應於近場及遠場中之所要掃描場。
已展示出，透明合成材料基板可塗佈有透明但導電的塗層，該等塗層隨後可被局部移除。為了生產對於各別應用可個別定製之結構，亦可特別應用雷射製程以用於薄膜切除，其中優點為基本上無殘餘物切除、分別移除、不損壞基板且無光學缺點。
可以微影途徑及/或藉助於遮蔽塗層或印刷來選擇性地發生雷達傳輸結構之應用。
以上提及之目標特別亦藉由一種特別是用於車輛的配置以發光及雷達輻射且配置以至少偵測反射之雷達輻射的雷達及發光配置來達成，該雷達及發光配置具有：一前燈，其具有一光透明前燈罩及配置於該前燈罩之後之一光源，及一光反射器；一雷達模組，其配置於該前燈罩之後且整合至該前燈中，其具有一雷達天線單元；其中該雷達模組在發射方向x上配置於該前燈罩與該光源之間，其中該前燈罩包含一頻率選擇性雷達傳輸結構，其中該雷達模組配置於一光軸或對應於該光反射器或該光源之主定向之一軸線下方，其中該雷達模組配置於該前燈罩下方之一區中，而處於與該前燈罩重疊之配置中，其中在根據本發明之該前燈之一配置中，該雷達模組或該雷達天線單元之一光軸至少大致向上豎直地定向，其中該雷達及發光配置包含在該前燈中在該前燈罩之後整合地配置之一雷達反射器，其中該雷達模組配置於該雷達反射器下方，其中該雷達反射器配置於該光軸或對應於該光反射器或該光源之主定向的一軸線下方，其中該雷達輻射之一/該射束路徑藉助於該雷達反射器重導向，在70°至110°之範圍內，特別是在90°之範圍內，特別至少大致在該雷達及發光配置之該發射方向x上，且其中該雷達反射器，特別是其該內側，經配置成至少在若干區段中相對於該發射方向x或相對於水平線具有在35°至60°之範圍內特別在40°至50°之範圍內之一傾角。從而產生許多上文所提及之優點。
以上提及之目標亦藉由使用一種雷達及發光配置來達成，特別是上述雷達及發光配置，其用於發光且用於頻率選擇性地發射雷達輻射且用於藉助於至少一雷達輻射塑形構件、特別藉助於至少兩個雷達輻射塑形構件，特別是頻率選擇性雷達傳輸結構來指定一雷達偵測區，該構件至少亦設置於該雷達及發光配置之一光透明前燈罩之至少一側中或上，特別是自一雷達模組開始的射束路徑中，其在至少兩個位置中彼此前後成一列，包括光源之光錐外部的一位置（例如在配置於該雷達模組上之一雷達反射器上），特別在一車輛之一前燈中，特別在一汽車之一前燈中，其中該雷達及發光配置之一雷達模組配置於由該光源發射之一光錐外部，特別在該至少一個雷達輻射塑形構件下方，特別在該至少兩個雷達輻射塑形構件下方，其中該雷達模組之一光軸向上地定向，特別至少大致正交於該前燈之該光源之該光軸。此產生上文所提及之優點。車輛可為汽車（道路之機動車輛）或飛機或船隻。
以上提及之目標係藉由一種用於車輛且配置以發光及雷達輻射且配置以用於至少偵測反射之雷達輻射的雷達及發光配置來達成，其具有：一前燈，其具有一光透明前燈罩及配置於該前燈罩之後之一光源及一光反射器；且具有一雷達模組，其配置於該前燈罩之後且整合至該前燈中且具有一雷達天線單元，特別藉助於上述雷達及發光配置，該雷達模組藉由至少亦在該前燈罩（視情況用作/充當一基板）上或中形成特別配置為一頻率選擇性雷達傳輸結構之至少一個雷達輻射塑形構件而產生，其中該雷達輻射塑形構件包含配置為一光透明的導電氧化物層或至少部分地從而形成之一導電部件，且其中一圖案結構藉助於薄膜切除、特別藉助於一雷射而在該雷達輻射塑形構件中產生。此達成了以上提及之優點。已展示出，藉助於雷射產生之結構使得有可能以特定確切方式控制或設定及指定雷達輻射之方向及發射特性。
以上提及之目標亦藉由一種用於分別藉助於一雷達及發光配置，特別藉助於以上所描述之一雷達及發光配置特別在一車輛中發光及雷達輻射及用於至少偵測反射輻射的方法來達成，其中自一前燈之一光源通過一光透明前燈罩根據該光源之一光軸方向來發射光，且其中自配置於該前燈罩之後且整合至該前燈中之一雷達模組來發射雷達輻射；其中該雷達輻射由該雷達模組在一橫向方向上（特別至少大致正交於該光源之該光軸）發射且經由至少一個雷達輻射塑形構件而在該雷達及發光配置之至少一個發射方向上（特別至少大致平行於該光源之該光軸），特別在定向該前燈之一車輛的行進方向上重導向，該至少一個雷達輻射塑形構件至少亦設置於該前燈罩上或中，特別配置為一頻率選擇性雷達傳輸結構，其中該雷達輻射之該輻射圖案係藉助於該至少一個雷達輻射塑形構件指定。此達成了以上提及之優點。
根據一個具體實例，該方法包括經由至少兩個頻率選擇性雷達傳輸結構發射雷達輻射，該至少兩個頻率選擇性雷達傳輸結構在自該雷達模組開始之射束路徑中，彼此前後成一列地配置於至少兩個位置中，其中該等位置包括：配置於該光源（例如該雷達模組上方）之光錐外部的一雷達反射器上之一位置，及該前燈罩上或中之一位置；其中該雷達模組之該光軸特別至少大致正交於該前燈之一光源之光軸而定向。此亦使得以特別可變或確切途徑使輻射圖案之最佳化成為可能。各別雷達傳輸結構在此狀況下可視情況包含具有複數個不同結構之一結構圖案。此擴展了影響輻射發射之途徑及方式之可能性。
根據一個具體實例，該方法亦包括偵測反射之雷達輻射，其中特別在一相反射束路徑上偵測該反射之雷達輻射。此亦擴展了功能之範圍。
根據一個具體實例，一圖案結構藉由薄膜切除或薄膜沈積併入該雷達輻射塑形構件中。舉例而言，此可藉助於雷射切除、藉助於膜、藉助於印刷、塗佈或氣相沈積法（濺鍍、熱蒸發及電子束蒸發）及/或藉助於微影而發生。
根據一個具體實例，該雷達輻射塑形構件係藉助於薄膜切除或藉助於薄膜沈積或經由一薄膜之施加來產生。
圖1展示前燈1，其包含光源2（視情況亦包含投影透鏡）及光反射器3及光透明前燈罩4，該光透明前燈罩具有外表面4.1及內表面4.2。光源2及光反射器3根據光軸7而定向（主定向），其方式為使得光通過前燈罩4在光錐9中發射。此導致光傳播路徑6，其自光源3開始正面向前地延伸且藉由光反射器之規格側向地定界。根據一種變化形式，光傳播路徑6為光錐。
雷達模組11整合至前燈1中，使得雷達及發光配置10形成。至少一個雷達天線單元12（傳輸及接收單元）設置於雷達模組11之上部側11.1上。雷達反射器13配置於雷達模組11上方。前燈罩4包含至少一個光透明、頻率選擇性雷達傳輸結構14，特別被組態為塗層。特定言之，可設置外部雷達傳輸結構14.1及/或內部雷達傳輸結構14.2。
具有放射性罩之中間平面15設置於雷達模組11與雷達反射器13之間。中間平面15或罩與反射器3下方沿切線方向之平面18（切向平面）至少大致重合及/或至少大致平行於該平面18而定向。雷達模組或各別天線單元12之光軸16至少大致正交於中間平面15而定向及/或至少大致豎直地定向。
由前燈罩包圍且選擇性地亦由光反射器包圍之前燈空腔17用以容納所有雷達技術組件。此處，雷達模組12連同天線單元13一起配置於子空腔17.1中，該子空腔以在前燈空腔17完全向前的前燈罩及雷達反射器（特別呈斜頂板之形式）為頂板，與前燈罩4毗鄰。在前部，子空腔17.1係由前燈罩4定界，且在後側（在後部），子空腔17.1係由雷達反射器11定界。
在供與前燈罩接觸的雷達反射器之接觸點或緊固部位13.5中，前燈罩與雷達反射器之間的角度形成，該角度特別在45°至90°之範圍內，例如大約55°至60°。此接觸角亦可被描述為兩個相對傾斜（頂板）表面之間的頂角，特別關於斜頂板構造。具有其他角度之其他接觸點亦可形成於前燈罩與雷達反射器之間，特別亦在至前燈罩之界面處之雷達反射器的視情況三維延伸部中。
由雷達模組12發射之傳播雷達輻射或HF波之射束路徑19最初橫向延伸至發射方向x，特別地至少大致正交於其及/或至少大致在豎直方向上，且接著藉助於雷達反射器13重導向大約90°，其中偵測區8係藉助於雷達反射器界定及/或藉助於各別雷達傳輸結構13、14界定。自圖2可看出，偵測區亦可選擇性地或另外側向地配置，特別是藉由具有三維延伸部分之雷達反射器配置。
圖1中之箭頭x指示發射方向（發射方向）或各別組件在發射方向上之對應縱向位置，其中例如自光源開始偵測該各別縱向位置。雷達模組及雷達反射器及選擇性地亦有天線單元配置於至少大致相同的縱向位置x中。前燈罩4向後面（向後）延伸，直至其所處之縱向位置小於雷達模組及雷達反射器之縱向位置。換言之：前燈罩不僅覆蓋雷達模組及雷達反射器，而實際上在發射方向上與此兩個組件完全重疊。
圖2展示雷達及發光配置10，其包含複數個雷達反射器12及複數個雷達天線單元12a（即，亦用於傾斜定向之輻射之至少一個無線電天線單元12a），且配置以用於側向偵測。除了上文已經所描述之雷達反射器13以外，亦設置配置以用於傾斜照射之雷達反射器13a以及配置以用於側向輻射（側視圖）之雷達反射器13b。可將全部三種類型之雷達反射器以模組化類型共同地設置為統一雷達反射器，特別因為每一雷達反射器被設置為具有二維延伸部分之反射器元件13.4。每一反射器元件13.4可藉由以下組件中之至少一者而特性化：第一（特別為單側）頻率選擇性結構13.1（雷達傳輸結構）、第二（特別塗覆於一側上）頻率選擇性結構13.2，其分別特別作為塗層引入至材料中或整合至材料中；及/或光透明的導電氧化物層（TCO）13.3，其選擇性地在一側上或在兩側上。視情況，僅設置一個單頻選擇性結構，其特別整合至各別反射器元件13.4之材料中。替代地或另外，TCO層13.3亦可選擇性地形成於前燈罩4上。
圖3展示用於雷達傳輸結構14之詳細的單個例示性具體實例。該雷達傳輸結構14係由如下至少四種類型之結構之系統形成：特別是第一頻率選擇性雷達傳輸結構14a（特別為所謂的帶通結構），及第二頻率選擇性雷達傳輸結構14b（特別為所謂的菲涅爾區），及第三頻率選擇性雷達傳輸結構14c（特別為所謂的部分反射結構（partially reflective structure; PRS），及第四頻率選擇性雷達傳輸結構14d，特別為所謂的低通結構。該各別結構可特別藉助於雷射製程而引入。選擇性地，一或多個透明的導電氧化物層（TCO）14.3可設置於一個個別雷達傳輸結構中或設置於每一雷達傳輸結構中，特別出於最佳化反射屬性之目的。
圖4展示整合至前燈1中之另一雷達及發光配置10的例示性具體實例。雷達模組11配置於多個光源2之後。光軸7及16定位成一個在另一個上或至少大致平行於彼此而定向。光源2描繪天線單元12之光軸16之輪廓或圍繞該單元至少部分圓周地配置。（僅）光透明的雷達輻射塑形前燈罩仍配置於光源2與偵測區8之間。具有TCO塗層14.3之雷達輻射塑形構件14配置於天線單元12與光源之間，此意謂在根據圖4之配置中其未必必須為光透明的。
1:前燈 2:光源或投影透鏡 3:光反射器 4:前燈罩，特別是配置為或具有光透明的雷達輻射塑形構件 4.1:外表面 4.2:內表面 6:光傳播路徑 7:光源或光反射器之光軸（主定向） 8:偵測區 9:光錐 10:雷達及發光配置 11:雷達模組 11.1:上部側 12:雷達天線單元（傳輸及接收單元） 12a:用於傾斜定向輻射之雷達天線單元 13:光透明雷達輻射塑形構件，特別是雷達反射器 13.1:第一頻率選擇性結構，特別為塗層或整合式 13.2:第二頻率選擇性結構，特別為塗層或整合式 13a:用於傾斜照射之雷達反射器或雷達反射器元件 13b:用於側向照射之雷達反射器或雷達反射器元件（側視圖） 13.3:光透明的導電氧化物層（TCO） 13.4:反射器元件，特別具有二維延伸部分 13.5:用於前燈罩之接觸點或緊固點 14:光透明的雷達輻射塑形構件，特別為頻率選擇性雷達傳輸結構，特別是配置以併為塗層及/或引入至材料中 14.1:外部雷達傳輸結構，特別作為外塗層 14.2:內部雷達傳輸結構，特別作為內塗層 14.3:透明的導電氧化物層（TCO） 14a:第一頻率選擇性雷達傳輸結構，特別為帶通 14b:第二頻率選擇性雷達傳輸結構，特別為菲涅爾區 14c:第三頻率選擇性雷達傳輸結構，特別為PRS 14d:第四頻率選擇性雷達傳輸結構，特別為低通 15:具有放射性罩之中間平面 16:雷達模組或天線單元之光軸 17:前燈空腔，由前燈罩包圍且亦由光反射器選擇性地包圍 17.1:有頂板之子空腔 18:切平面（切向平面），特別經定向為水平平面 19:射束路徑（經發射、傳播雷達輻射或HF波） X:發射方向（發射方向）或縱向位置
本發明進一步詳細描述於後續圖式中，其中對於在各別圖式中未明確描述之參考字符，參考其他附圖。其中：圖 1 以示意性說明以側視圖展示根據一例示性具體實例之雷達及發光配置；圖 2 以示意性說明以透視圖展示根據一例示性具體實例之雷達及發光配置的雷達反射器及雷達天線單元；圖 3 以示意性說明以平面圖展示根據一例示性具體實例之雷達及發光配置的雷達傳輸結構；及圖 4 以示意性說明以側視圖展示根據一例示性具體實例之雷達及發光配置。
1:前燈
2:光源或投影透鏡
3:光反射器
4:前燈罩，特別是配置為或具有光透明的雷達輻射塑形構件
4.1:外表面
4.2:內表面
6:光傳播路徑
7:光源或光反射器之光軸(主定向)
8:偵測區
9:光錐
10:雷達及發光配置
11:雷達模組
11.1:上部側
12:雷達天線單元(傳輸及接收單元)
13:光透明雷達輻射塑形構件，特別是雷達反射器
13.5:用於前燈罩之接觸點或緊固點
14:光透明的雷達輻射塑形構件，特別為頻率選擇性雷達傳輸結構，特別是配置以併為塗層及/或引入至材料中
14.1:外部雷達傳輸結構，特別作為外塗層
14.2:內部雷達傳輸結構，特別作為內塗層
15:具有放射性罩之中間平面
16:雷達模組或天線單元之光軸
17:前燈空腔，由前燈罩包圍且亦由光反射器選擇性地包圍
17.1:有頂板之子空腔
18:切平面(切向平面)，特別經定向為水平平面
19:射束路徑(經發射、傳播雷達輻射或HF波)
X:發射方向(發射方向)或縱向位置

Claims (12)

  1. 一種特別是用於車輛的配置以用於發光及雷達輻射且配置以用於至少偵測反射之雷達輻射的雷達及發光配置（10），包含： 一前燈（1），其具有一光透明前燈罩（4）及配置於該前燈罩之後之一光源（2），及一光反射器（3）； 一雷達模組（11），其配置於該前燈罩之後且整合至該前燈中，且具有一雷達天線單元（12）； 其特徵在於，該雷達及發光配置（10）包含至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14），特別是一頻率選擇性雷達輻射塑形構件。
  2. 如請求項1所述之雷達及發光配置，其中該至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14）配置在該雷達輻射之發射方向（x）中。
  3. 如請求項1或2所述之雷達及發光配置，其中該至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14）配置在該雷達輻射之反射方向中。
  4. 如請求項1或2所述之雷達及發光配置，其中該至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14）以一二維方式，特別是平面或凸面的形式來形成。
  5. 如請求項1或2所述之雷達及發光配置，其中該至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14）係頻率選擇性的，特別是該雷達輻射塑形構件包括一頻率選擇性雷達傳輸結構（13.1, 13.2, 14.1, 14.2），及/或 其中該至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14）配置在該光源（2）之發射方向中。
  6. 如請求項1或2所述之雷達及發光配置，其中分別具有個別雷達輻射塑形功能之至少兩個雷達輻射塑形區設置於該至少一個雷達輻射塑形構件（13, 14）上。
  7. 如請求項6所述之雷達及發光配置，其中該至少兩個雷達輻射塑形區配置於/形成於同一雷達輻射塑形構件中。
  8. 如請求項1或2所述之雷達及發光配置，其中該雷達及發光配置（10）包含配置於該前燈罩（4）之後且整合至該前燈中之一雷達反射器（13），且其中該雷達模組（11）配置於該雷達反射器下方； 及/或其中該雷達反射器連同該雷達模組經配置成至少大致處於相同的縱向位置（x）中，特別是由該前燈罩（4）完全重疊或覆蓋，特別是在該發射方向上在該雷達及發光配置（10）之縱向延伸部分的後三分之一中，直至該前燈罩；及/或其中該雷達反射器（13）配置於一光軸（7）或對應於該光反射器（3）或該光源（2）之該主定向的一軸線下方；及/或其中該雷達輻射之射束路徑（19）藉助於該雷達反射器（13）重導向在70°至110°之範圍內，特別在90°之範圍內，該射束路徑（19）特別至少大致在該雷達及發光配置之該發射方向（x）上定向；及/或其中該雷達反射器（13），特別是其內側，經配置成至少在若干區段中相對於該發射方向（x）或相對於水平線具有在35°至60°之範圍內特別在40°至50°之範圍內之一傾角；及/或其中該雷達反射器（13）相對於該前燈罩（4）而配置，其方式為使得該雷達反射器及該前燈罩形成一頂板結構，其中一斜頂板之幾何形狀具有兩個對置傾斜之表面，其覆蓋該雷達模組（11），特別具有在45°至90°之範圍內之一封閉角度；及/或其中該雷達反射器（13）之該配置及/或該定向係可機動調整的；及/或其中該雷達反射器（13）至少在若干區段中具有一三維延伸部分，且配置以亦側向地反射雷達輻射；及/或其中該雷達反射器（13）係由一光及雷達輻射透明基板材料組成且包含一另外雷達輻射塑形構件，特別是處於作為塗層或作為一導電表面之一組態中；及/或其中該雷達反射器（13）包含一另外雷達輻射塑形構件且相對於該前燈罩（4）而配置，其方式為使得該雷達輻射自該雷達模組（11）輻射通過一頻率選擇性雷達傳輸結構（13，14）至少兩次直至到達該前燈（4）外部；及/或其中該雷達反射器（13）在其表面中之至少一者上包含一光透明的導電氧化物層（13.3）或一導電表面。
  9. 如請求項1或2所述之雷達及發光配置，其中該雷達輻射塑形構件（13，14）至少在若干區段中包含圖案結構之一週期性配置，其中該等圖案結構特別呈同心配置；及/或其中該雷達輻射塑形構件（13，14）配置為一塗層或配置為一膜或配置為一導電表面；及/或其中該前燈罩（4）形成用於該雷達輻射塑形構件（13，14）之一基板；及/或其中該雷達輻射塑形構件包含配置為一光透明的導電氧化物層（13.3，14.3）之一導電部件。
  10. 一種雷達及發光配置之用途，特別是一種如先前裝置請求項中任一項所述之雷達及發光配置（10）之用途，其用於發光且用於頻率選擇性地發射雷達輻射且用以藉助於至少一雷達輻射塑形構件、特別藉助於至少兩個雷達輻射塑形構件，特別是頻率選擇性雷達傳輸結構（13, 14）來指定一雷達偵測區（8），該至少一雷達輻射塑形構件至少亦設置於該雷達及發光配置之該光透明前燈罩（4）之至少一側中或上，特別是自一雷達模組（11）開始的該射束路徑（19）中，其在至少兩個位置中彼此前後成一列，包括配置於特別在一車輛之一前燈（1）中的該光源之該光錐外部的一雷達反射器（13）上之一位置，其中該雷達模組（11）配置於由該光源發射之一光錐外部，特別在該至少一個雷達輻射塑形構件下方，特別在該至少兩個雷達輻射塑形構件（13, 14）下方，其中該雷達模組之一光軸（16）向上地定向，而特別大致正交於該前燈之一光源之該光軸（7）。
  11. 一種用於車輛且配置以用於發光及雷達輻射且配置以用於至少偵測反射之雷達輻射的雷達及發光配置（10），其具有一前燈（1），該前燈具有一光透明前燈罩（4）及配置於該前燈罩之後之一光源（2），及一光反射器（3）；且具有一雷達模組（11），該雷達模組配置於該前燈罩之後且整合至該前燈中，具有一雷達天線單元（12），特別是一種如先前裝置請求項中任一項所述之雷達及發光配置（10），該雷達模組係藉由至少亦在該前燈罩（4）上或之中形成特別配置為一頻率選擇性雷達傳輸結構（13，14）之至少一個雷達輻射塑形構件而產生，其中該雷達輻射塑形構件包含配置為一光透明的導電氧化物層（13.3，14.3）或至少部分地從而形成之一導電部件，且其中一圖案結構特別藉助於一雷射經由薄膜切除併入至該雷達輻射塑形構件中。
  12. 如請求項11所述之雷達及發光配置，其中一圖案結構經由薄膜切除或薄膜沈積併入至該雷達輻射塑形構件中，或其中該雷達輻射塑形構件係藉由薄膜切除或藉助於薄膜沈積或藉由塗覆一薄膜來產生。
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