WO2008080839A2 - High-frequency sensor and machine tool having a high-frequency sensor - Google Patents

High-frequency sensor and machine tool having a high-frequency sensor Download PDF

Info

Publication number
WO2008080839A2
WO2008080839A2 PCT/EP2007/064162 EP2007064162W WO2008080839A2 WO 2008080839 A2 WO2008080839 A2 WO 2008080839A2 EP 2007064162 W EP2007064162 W EP 2007064162W WO 2008080839 A2 WO2008080839 A2 WO 2008080839A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antenna
frequency sensor
frequency
sensor according
machine tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/064162
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2008080839A3 (en
Inventor
Heiko Braun
Michael Mahler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP07857785A priority Critical patent/EP2106320A2/en
Publication of WO2008080839A2 publication Critical patent/WO2008080839A2/en
Publication of WO2008080839A3 publication Critical patent/WO2008080839A3/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/364Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna

Definitions

  • the present invention is based on a high-frequency sensor, in particular a high-frequency position sensor according to the preamble of claim 1.
  • High-frequency sensors in particular high-frequency sensors for the detection of hidden objects have been known for some time.
  • sensors or antenna elements such sensors are understood to work in a frequency range of much equal to 1 GHz.
  • a radar device with a high-frequency sensor is known, for example, from WO 96/19737. With this radar, objects trapped in a wall or in the ground can be detected with high accuracy. So z. B. in holes in a wall, the objects enclosed therein - z. As steel reinforcements, power lines, water pipes and the like - are safe from destruction, should the craftsman precise information about a place, d. H. the path position on the wall surface and the depth in the wall, of the enclosed object are conveyed.
  • a radar device, as also described in WO 96/19737, usually consists of a "front end" - this is a transmitting and receiving unit - and a display device.
  • the front end disclosed in WO 96/19737 has a shielded space for electrical circuits and two spaces adjoining this space, which are designed as transmitting antenna and receiving antenna.
  • the cavities for the transmitting and receiving antennas are in the form of horns in which radiating elements (eg in the form of wires) are installed.
  • the shielding of the circuit receiving space takes place on the one hand by a mounted on the circuit board for the circuits housing and on the other hand by the Walls of the antenna horns, which are fixed on the opposite side of the circuits of the circuit board.
  • the document WO 96/19737 to be taken execution of the front end of a radar is manufacturing technology relatively expensive because it consists of a variety of items.
  • a device for transmitting and / or receiving radar beams is known in which on one side of a circuit board at least one antenna and on the other side of the circuit board electrical circuits are arranged and means for electromagnetic shielding of the electrical circuits the at least one antenna are present.
  • the antenna-side surface of the printed circuit board of the device of DE 10 104 864 Al is executed in Koplanar- line technology feed network, with which the at least one antenna is contacted, applied, wherein the lying on ground outer conductor of the coplanar line, the antenna-side surface
  • DE 10 204 568 A1 discloses a radar device for detecting objects enclosed in a wall, which device has a transmitting and receiving device.
  • Antenna arrangement consisting of at least one cavity with a radiator element arranged therein and a shielded space for electrical
  • the housing is formed so that it forms both the shielded space for the circuits and the at least one cavity for the at least one antenna radiating element, wherein the circuit board as a shielding partition between the two spaces in the housing is inserted.
  • the invention relates to a high-frequency sensor, in particular a high-frequency sensor for detecting objects hidden in a medium, with at least one antenna for transmitting and / or receiving high-frequency signals, in particular signals in a frequency range from 2 to 8 GHz.
  • the at least one antenna is formed on a LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) ceramic substrate, wherein LTCCs are ceramic multilayer circuits.
  • LTCC Low Temperature Cofired Ceramics
  • UWB ultra-wide band
  • the LTCC substrate the antenna size can be significantly reduced, so that, for example, antenna elements in the frequency range of 2 to 8 GHz with edge lengths less than or equal 1 cm made can be.
  • LTCC components can be built up in layer layers, comparable to multilayer boards, and can also be produced like circuit boards.
  • the LTCC components can also contain integrated passive components, such as resistors, capacitors and coils, this opens up further possibilities for integration and space reduction.
  • the high-frequency components of the transmitting and receiving unit are integrated on or in a semiconductor element (IC) "chip" for short.
  • IC semiconductor element
  • FIG. 1 shows an embodiment of a high-frequency sensor according to the invention with an antenna element on an LTCC substrate in a schematic representation
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a high-frequency sensor according to the invention with a plurality of antenna elements on a common LTCC substrate in a schematic representation
  • FIG. 3 shows a typical application situation for a machine tool in a schematic representation
  • FIG. 4 shows an alternative application situation for a machine tool in a schematic representation
  • FIG. 5 shows an additional component according to the invention for a machine tool with a corresponding high-frequency sensor according to FIG. 5
  • FIG. 4 in a plan view.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a high-frequency sensor according to the invention.
  • the high-frequency sensor according to the exemplary embodiment of FIG. 1 comprises inter alia an antenna element 10 which is mounted on an LTCC
  • LTCCs are multilayer ceramic circuits which, in addition to the integration of, for example, one or more antenna elements, also enable the direct integration of further electronic or electrical components of the high-frequency sensor.
  • the working frequency range of the antenna or the antennas is typically between 1 and 8 GHz, preferably between 2 and 4 GHz.
  • the typical length a of an edge of the antenna element 10, which may be formed, for example, as a patch antenna, is in the range of 1 cm and below.
  • Such a high-frequency sensor can be part of a locating device 16, as is indicated symbolically in FIG.
  • a locating device is disclosed, for example, in DE 10 20 5000 A1 and is hereby incorporated in this description, in particular with regard to its structure.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a high-frequency sensor according to the invention.
  • a plurality of antenna elements 10, which may correspond to the antenna element of FIG. 1, are formed on a common LTCC substrate 12.
  • the typical extension b of an antenna element is 1 cm or significantly lower.
  • the distance c of the antenna elements 10 to each other is of the order of the size of the antenna elements.
  • antenna groups in locating devices of the type described in DE 10 204 568 A1, for example, makes it possible to dispense with the hitherto necessary travel path of the devices.
  • the combination of classical travel and electronic panning characteristics of the antenna array could improve the visibility of trapped objects, especially in corners.
  • antenna groups there are various approaches. For the sake of simplicity, a linear array as shown in FIG. 2 will be described here. However, the use of an antenna matrix or an antenna star is also possible. Also, a partial occupancy of the matrix, i. an arrangement with different spatial orientation of the individual antennas is possible.
  • the individual antennas are, for example, in a row, as shown in Figure 2, and are also used as individual antennas. Here is then always measured at the place where the respective antenna of the arrangement is located. This corresponds to a device displacement with a fixed measuring distance c according to FIG. 2. Such an application results in a rather coarse grid, which is determined by the antenna distance c.
  • the respective antenna group has always related the same measuring range, for example to the position of the device, for example a locating device, in which a high-frequency sensor is accommodated with a corresponding antenna arrangement.
  • the antennas are varied in their relative phase difference, a change in the measuring range is associated with it. This means that the device must not be moved over the desired measuring range.
  • the measuring device is aligned with an object to be measured, for example a housing wall, and the variable antenna control means that a specific measuring range below the device can now be examined.
  • the device as previously customary and described in DE 10 20 5000 Al - fixed with fixed measuring direction of the antenna array - be moved over, for example, a wall. If the meter comes to a place where it can not be moved on, such as a room corner or the like. Can now be used by changing the antenna control a pivoting characteristic of the antenna array to measure the inaccessible or difficult to reach area.
  • an operating mode is possible in which the locating device is moved over the wall and takes measurements in a relatively coarse spatial grid.
  • the measuring range can be changed by changing the phase angle of the
  • FIG. 2 shows a machine tool 18 in the form of a drilling machine with a corresponding individual antenna element 50 which is mounted on an LTCC substrate
  • the antenna element 48 is arranged.
  • the antenna element is operated by a corresponding control electronics 52.
  • an antenna array according to FIG. 2 or an antenna matrix in the machine 168 may also be used.
  • the electromagnetic high-frequency signal 20, which is radiated by the antenna, can be coupled out, for example, via a so-called polyrod and / or directed via a dielectric lens 22: for decoupling the energy from the antenna 50, which can be designed in particular as a patch antenna, can - depending on the operating frequency of the high-frequency sensor, a dielectric in the form of a plastic part, which is referred to as polyrod, find use.
  • the polyrod is placed over the antenna element.
  • An additional shaping of the directional geometry of the radiator element can be achieved via the housing geometry, or a dielectric lens.
  • a hole is to be drilled in a wall 28 by means of a drill.
  • a pipe 34 for example made of a plastic, which should not be drilled as possible.
  • the plastic tube which is hidden in the wall 28 can be detected and, for example, a corresponding warning signal or the direct display of the hidden object in an output unit 54 of the machine tool 18 are reproduced.
  • the wall front side 30 as well as the wall rear side 36 can be detected via reflections of the high-frequency signal 20, a so-called machine tool can also be used with a machine tool according to the invention
  • the high-frequency sensor can, for example, determine the wall thickness D and turn off the machine 18, if a wall breakthrough is imminent.
  • a wall breakthrough is characterized in that the drilling depth is equal to or greater than the respective wall thickness.
  • the high-frequency sensor is not integrated in the machine tool itself, but in an additional component 60, which in the embodiment of Figures 4 and 5 is a suction device for the Bohrstaub.
  • a suction device for the Bohrstaub.
  • Such a suction device can be placed directly on the wall 28 at the drilling point or be connected to the machine tool 18, as symbolized by the connecting element 62 in FIG.
  • antenna elements 10 are disposed on a common LTCC substrate.
  • each antenna element may be formed on its own on an LTCC substrate.
  • an embodiment with only one antenna element is possible, so that the high-frequency sensor can only decide whether an object is present or not.
  • the antennas 10 of the antenna group can optionally be operated individually or interconnected as an antenna group.
  • the individual antennas can thus be used as a single element depending on the requirement, for example for determining "enclosed object present, yes or no" or by using in an antenna group, for example in a star or cross arrangement also identify the direction of the enclosed objects.
  • the invention is not limited to the embodiments shown in the figures. In particular, the invention is not limited to the type and shape of the machine tool or, the additional component for the machine tool.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

The invention relates to a high-frequency sensor, particularly a high-frequency sensor for detecting objects (34) hidden in a medium, comprising at least one antenna (10, 50) for transmitting and/or receiving high-frequency signals (20), particularly signals in a frequency range from 1 to 8 GHz. According to the invention, the at least one antenna (10, 50) is formed on an LTCC substrate (12, 48). The invention further relates to a machine tool, particularly a power tool (18), which is provided for driving a tool by means of boring and/or striking and comprises at least one such high-frequency sensor.

Description

Hochfrequenzsensor sowie Werkzeugmaschine mit einem Hochfrequenzsensor High-frequency sensor and machine tool with a high-frequency sensor
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Hochfrequenzsensor, insbesondere von einem Hochfrequenzortungssensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention is based on a high-frequency sensor, in particular a high-frequency position sensor according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Hochfrequenzsensoren, insbesondere Hochfrequenzsensoren zur Detektion von verborgenen Objekten sind seit geraumer Zeit bekannt. Als Hochfrequenzsensoren seien hier Sensoren bzw. Antennenelemente derartige Sensoren verstanden, die in Einem Frequenzbereich von großer gleich 1 GHz arbeiten.High-frequency sensors, in particular high-frequency sensors for the detection of hidden objects have been known for some time. As high-frequency sensors here sensors or antenna elements such sensors are understood to work in a frequency range of much equal to 1 GHz.
Ein Radargerät mit einem Hochfrequenzsensor ist beispielsweise aus der WO 96/19737 bekannt. Mit diesem Radargerät können in einer Wand oder im Erdreich eingeschlossene Objekte mit hoher Genauigkeit detektiert werden. Damit z. B. bei Bohrungen in einer Wand die darin eingeschlossenen Objekte - z. B. Stahlarmierungen, Stromleitungen, Wasserleitungen und dergleichen - vor Zerstörung sicher sind, sollte dem Handwerker eine präzise Information über einen Ort, d. h. die Wegposition auf der Wandoberfläche und die Tiefe in der Wand, des eingeschlossenen Objektes vermittelt werden. Ein Radargerät besteht, wie auch in der WO 96/19737 beschrieben, üblicherweise aus einem „Frontend" - das ist eine Sende- und Empfangseinheit - und einer Anzeigevorrichtung.A radar device with a high-frequency sensor is known, for example, from WO 96/19737. With this radar, objects trapped in a wall or in the ground can be detected with high accuracy. So z. B. in holes in a wall, the objects enclosed therein - z. As steel reinforcements, power lines, water pipes and the like - are safe from destruction, should the craftsman precise information about a place, d. H. the path position on the wall surface and the depth in the wall, of the enclosed object are conveyed. A radar device, as also described in WO 96/19737, usually consists of a "front end" - this is a transmitting and receiving unit - and a display device.
Das in der WO 96/19737 offenbarte Frontend weist einen abgeschirmten Raum für elektrische Schaltkreise und zwei sich an diesen Raum anschließende Räume auf, die als Sendeantenne und Empfangsantenne ausgebildet sind. Die Hohlräume für die Sende- und die Empfangsantenne haben die Form von Hörnern, in denen Strahlerelemente (z. B. in Form von Drähten) installiert sind. Die Abschirmung des die Schaltkreise aufnehmenden Raumes geschieht einerseits durch ein auf die Leiterplatte für die Schaltkreise aufgesetztes Gehäuse und andererseits durch die Wandungen der Antennenhörner, die auf der den Schaltkreisen gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte fixiert sind. Die der Druckschrift WO 96/19737 zu entnehmende Ausführung des Frontends eines Radargeräts ist fertigungstechnisch relativ aufwendig, weil es aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht.The front end disclosed in WO 96/19737 has a shielded space for electrical circuits and two spaces adjoining this space, which are designed as transmitting antenna and receiving antenna. The cavities for the transmitting and receiving antennas are in the form of horns in which radiating elements (eg in the form of wires) are installed. The shielding of the circuit receiving space takes place on the one hand by a mounted on the circuit board for the circuits housing and on the other hand by the Walls of the antenna horns, which are fixed on the opposite side of the circuits of the circuit board. The document WO 96/19737 to be taken execution of the front end of a radar is manufacturing technology relatively expensive because it consists of a variety of items.
Aus der DE 10 104 864 Al ist eine Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von Radarstrahlen bekannt, bei der auf einer Seite einer Leiterplatte mindestens eine Antenne und auf der anderen Seite der Leiterplatte elektrische Schaltkreise angeordnet sind und Mittel zur elektromagnetischen Abschirmung der elektrischen Schaltkreise gegenüber der mindestens einen Antenne vorhanden sind.From DE 10 104 864 Al a device for transmitting and / or receiving radar beams is known in which on one side of a circuit board at least one antenna and on the other side of the circuit board electrical circuits are arranged and means for electromagnetic shielding of the electrical circuits the at least one antenna are present.
Auf der antennenseitigen Oberfläche der Leiterplatte der Vorrichtung der DE 10 104 864 Al ist ein in Koplanar- Leitungstechnik ausgeführtes Speisenetzwerk, mit dem die mindestens eine Antenne kontaktiert ist, aufgebracht, wobei der auf Masse liegende Außenleiter der Koplanar-Leitung die antennenseitige Oberfläche derOn the antenna-side surface of the printed circuit board of the device of DE 10 104 864 Al is executed in Koplanar- line technology feed network, with which the at least one antenna is contacted, applied, wherein the lying on ground outer conductor of the coplanar line, the antenna-side surface
Leiterplatte soweit überdeckt, dass dadurch die geforderte Abschirmung zwischen der Antenne und den elektrischen Schaltkreisen entsteht.Covered circuit board so far that this creates the required shielding between the antenna and the electrical circuits.
Aus der DE 10 204 568 Al ist ein Radargerät zum Detektieren von in einer Wand eingeschlossenen Objekten, bekannt welches eine Sende- und Empfangs-DE 10 204 568 A1 discloses a radar device for detecting objects enclosed in a wall, which device has a transmitting and receiving device.
Antennenanordnung, bestehend aus mindestens einem Hohlraum mit einem darin angeordneten Strahlerelement und einem abgeschirmten Raum für elektrischeAntenna arrangement consisting of at least one cavity with a radiator element arranged therein and a shielded space for electrical
Schaltkreise aufweist, wobei der abgeschirmte Raum der Vorrichtung der DE 10 204Circuits, wherein the shielded space of the device of DE 10 204
568 Al durch eine von einem Gehäuse überdeckte Leiterplatte gebildet ist, auf deren in das Gehäuseinnere weisenden Seite die Schaltkreise aufgebracht sind und auf deren anderen Seite die Antennenanordnung installiert ist. Bei der Vorrichtung der DE 10 204 568 Al ist das Gehäuse so geformt, dass es sowohl den abgeschirmten Raum für die Schaltkreise als auch den mindestens einen Hohlraum für das mindestens eine Antennen-Strahlerelement bildet, wobei die Leiterplatte als abschirmende Trennwand zwischen den beiden Räumen in das Gehäuse eingesetzt ist.568 Al is formed by a printed circuit board covered by a housing, on whose side facing the interior of the housing, the circuits are applied and on the other side of the antenna assembly is installed. In the apparatus of DE 10 204 568 Al, the housing is formed so that it forms both the shielded space for the circuits and the at least one cavity for the at least one antenna radiating element, wherein the circuit board as a shielding partition between the two spaces in the housing is inserted.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzsensor, insbesondere einen Hochfrequenzsensor zur Detektion von in einem Medium verborgenen Objekten, mit zumindest einer Antenne zum Senden und/oder Empfangen hochfrequenter Signale, insbesondere Signale in einem Frequenzbereich von 2 bis 8 GHz. Dabei ist die zumindest eine Antenne auf einem LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) Keramik-Substrat ausgebildet ist, wobei LTCCs keramische Mehrlagenschaltungen sind. Durch den Einsatz von Antennen auf LTCC kann die Baugröße der Antenne deutlich verringert werden. LTCC Materialien besitzen eine sehr hohe Dielektrizitätskonstante εr. Durch dieses große εr und den geringen Schichtdicken zwischen Metalllagen, die realisierbar sind, ist eine Reduzierung der Größe der Antennenelemente im Hochfrequenzbereich möglich. Während momentan die Antennentechnik für Hochfrequenz-Ortungsgeräte imThe invention relates to a high-frequency sensor, in particular a high-frequency sensor for detecting objects hidden in a medium, with at least one antenna for transmitting and / or receiving high-frequency signals, in particular signals in a frequency range from 2 to 8 GHz. In this case, the at least one antenna is formed on a LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) ceramic substrate, wherein LTCCs are ceramic multilayer circuits. By using antennas on LTCC, the size of the antenna can be significantly reduced. LTCC materials have a very high dielectric constant ε r . This large ε r and the small layer thicknesses between metal layers, which can be realized, a reduction of the size of the antenna elements in the high frequency range is possible. While currently the antenna technology for high frequency positioning devices in the
UWB (Ultra-Wide-Band) Bereich auf relativ große Antennenausdehnungen im Bereich von einigen Zentimetern beschränkt sind, kann durch das LTCC Substrat die Antennengröße deutlich verringert werden, so dass beispielsweise Antennenelemente im Frequenzbereich von 2 bis 8 GHz mit Kantenlängen kleiner gleich 1 cm gefertigt werden können.UWB (ultra-wide band) range are limited to relatively large antenna dimensions in the range of a few centimeters, the LTCC substrate, the antenna size can be significantly reduced, so that, for example, antenna elements in the frequency range of 2 to 8 GHz with edge lengths less than or equal 1 cm made can be.
Durch solche kleinen Antennengrößen ergeben sich für die UWB- Hochfrequenzortung (Ultra Wide ^and) eine Reihe von Vorteilen und neuen AnsätzenSuch small antenna sizes provide a number of advantages and new approaches to UWB high frequency localization (Ultra Wide ^ and)
Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass sich solche LTCC Komponenten in Schichtlagen, vergleichbar Multilayer-Platinen aufbauen lassen und auch wie Platinen hergestellt werden können.An additional advantage is that such LTCC components can be built up in layer layers, comparable to multilayer boards, and can also be produced like circuit boards.
Da die LTCC- Komponenten auch integrierte passive Bauelemente, wie beispielsweise Widerstände, Kondensatoren und Spulen, beinhalten können, ergeben sich hier weitere Möglichkeiten zur Integration und Bauraumreduzierung.Since the LTCC components can also contain integrated passive components, such as resistors, capacitors and coils, this opens up further possibilities for integration and space reduction.
Durch kleinere Antennen kann zum einen die Baugröße eines entsprechenden Detektionsgerätes reduziert werden, zum anderen ist nunmehr aber auch derBy smaller antennas, on the one hand, the size of a corresponding detection device can be reduced, on the other hand is now also the
Einsatz einer ganzen Antennengruppe in einem einzelnen Gerät möglich.Use of a whole antenna group in a single device possible.
Darüber hinaus ist auch die Integration derartiger Hochfrequenzsensoren direkt in Werkzeugmaschinen oder Adapterelementen für Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise eine Staubabsaugevorrichtung, möglich. Auch in Absaughilfen von Staubsaugern können derartige Antennen und Ortungssensoren integriert werden.In addition, the integration of such high-frequency sensors directly in machine tools or adapter elements for machine tools, such as a Staubabsaugevorrichtung, possible. Also in suction aids of vacuum cleaners such antennas and location sensors can be integrated.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.The features listed in the dependent claims advantageous developments of the device according to the invention are possible.
In vorteilhafter Weise sind die Hochfrequenzkomponenten der Sende- und Empfangseinheit auf bzw. in einem Halbleiterelement (IC) kurz „Chip" integriert sind.Advantageously, the high-frequency components of the transmitting and receiving unit are integrated on or in a semiconductor element (IC) "chip" for short.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.Further advantages of the device according to the invention will become apparent from the following description of an embodiment.
Zeichnungdrawing
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Hochfrequenzsensoren dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden sollen. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie dieIn the drawings, exemplary embodiments of high-frequency sensors according to the invention are shown, which will be explained in more detail in the following description. The figures of the drawing, their description and the
Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombinationen. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen. Insbesondere wird ein Fachmann auch Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombinieren und so zu weiteren Ausführungsformen gelangen.Claims contain numerous features in combinations. A person skilled in the art will also consider these features individually and combine them into further meaningful combinations. In particular, a person skilled in the art will also combine features of different embodiments with each other and thus arrive at further embodiments.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzsensors mit einem Antennenelement auf einem LTCC-Substrat in einer schematisierten Darstellung,1 shows an embodiment of a high-frequency sensor according to the invention with an antenna element on an LTCC substrate in a schematic representation,
Figur 2 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzsensors mit einer Mehrzahl von Antennenelementen auf einem gemeinsamen LTCC-Substrat in einer schematisierten Darstellung, Figur 3 eine typische Anwendungssituation für eine Werkzeugmaschine in einer Schematischen Darstellung,2 shows an alternative embodiment of a high-frequency sensor according to the invention with a plurality of antenna elements on a common LTCC substrate in a schematic representation, FIG. 3 shows a typical application situation for a machine tool in a schematic representation,
Figur 4 eine alternative Anwendungssituation für eine Werkzeugmaschine in einer Schematischen Darstellung,FIG. 4 shows an alternative application situation for a machine tool in a schematic representation,
Figur 5 ein erfindungsgemäßes Zusatzbauelement für eine Werkzeug- maschine mit einem entsprechenden Hochfrequenzsensor gemäßFIG. 5 shows an additional component according to the invention for a machine tool with a corresponding high-frequency sensor according to FIG
Figur 4 in einer Aufsicht.FIG. 4 in a plan view.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzsensors. Der Hochfrequenzsensor gemäß Ausführungsbeispiel der Figur 1 umfasst unter anderem ein Antennenelement 10, welches auf einem LTCCFIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a high-frequency sensor according to the invention. The high-frequency sensor according to the exemplary embodiment of FIG. 1 comprises inter alia an antenna element 10 which is mounted on an LTCC
Substrat 12 ausgebildet ist. (Low Temperature C_ofired C_eramics) LTCCs sind keramische Mehrlagenschaltungen, die neben der Integration beispielsweise einer oder mehrerer Antennenelementen auch die direkt Integration von weiteren elektronische oder elektrische Bauelementen des Hochfrequenzsensors ermöglicht.Substrate 12 is formed. (Low Temperature C_ofired C_eramics) LTCCs are multilayer ceramic circuits which, in addition to the integration of, for example, one or more antenna elements, also enable the direct integration of further electronic or electrical components of the high-frequency sensor.
Diese weiteren elektronischen Komponenten, die beispielsweise der Ansteuerung der Antennenelemente dienen können, seien im Ausführungsbeispiel der Figur 1 schematisch in dem Bauteil 14 zusammengefasst.These further electronic components, which can serve, for example, for controlling the antenna elements, are combined schematically in the component 14 in the exemplary embodiment of FIG.
Der Arbeitsfrequenzbereich der Antenne bzw. der Antennen liegt dabei typischerweise zwischen 1 und 8 GHz, vorzugsweise zwischen 2 und 4 GHz.The working frequency range of the antenna or the antennas is typically between 1 and 8 GHz, preferably between 2 and 4 GHz.
Die typischen Länge a einer Kante des Antennenelementes 10, welches beispielsweise als Patschantenne ausgebildet sein kann, liegt dabei im Bereich von 1 cm und darunter.The typical length a of an edge of the antenna element 10, which may be formed, for example, as a patch antenna, is in the range of 1 cm and below.
Ein derartiger Hochfrequenzsensor kann Bestandteil eines Ortungsgerätes 16 sein, wie dies symbolisch in Figur 1 angedeutet ist. Ein derartiges Ortungsgerät ist beispielsweise in der DE 10 20 5000 Al offenbart und sei hiermit, insbesondere bzgl. seines Aufbaus in diese Beschreibung mit einbezogen. Figur 2 zeigt eine alternative Ausbildung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzsensors.Such a high-frequency sensor can be part of a locating device 16, as is indicated symbolically in FIG. Such a locating device is disclosed, for example, in DE 10 20 5000 A1 and is hereby incorporated in this description, in particular with regard to its structure. FIG. 2 shows an alternative embodiment of a high-frequency sensor according to the invention.
Bei der Vorrichtung nach Figur 2 sind eine Mehrzahl von Antennenelementen 10, die dem Antennenelement aus Figur 1 entsprechen können auf einem gemeinsamen LTCC-Substrat 12 ausgebildet.In the device according to FIG. 2, a plurality of antenna elements 10, which may correspond to the antenna element of FIG. 1, are formed on a common LTCC substrate 12.
Die typische Ausdehnung b eines Antennenelementes liegt dabei bei 1 cm oder deutlich darunter.The typical extension b of an antenna element is 1 cm or significantly lower.
Der Abstand c der Antennenelemente 10 zueinander liegt in der Größenordnung der Größe der Antennenelemente.The distance c of the antenna elements 10 to each other is of the order of the size of the antenna elements.
Durch den Einsatz von Antennengruppen in Ortungsgeräten der Art, wie sie beispielsweise in der DE 10 204 568 Al beschrieben sind, kann auf den bisher notwendigen Verfahrweg der Geräte verzichtet werden. Insbesondere könnte durch eine Kombination von klassischem Verfahrweg und elektronische Schwenkcharakteristik des Antennenarray die Erkennbarkeit von eingeschlossenen Objekten, speziell in Ecken verbessert werden.The use of antenna groups in locating devices of the type described in DE 10 204 568 A1, for example, makes it possible to dispense with the hitherto necessary travel path of the devices. In particular, the combination of classical travel and electronic panning characteristics of the antenna array could improve the visibility of trapped objects, especially in corners.
Bei dem Einsatz von Antennengruppen gibt es diverse Ansätze. Der Einfachheit halber wird hier ein lineares Array, wie in Figur 2 dargestellt beschrieben. Der Einsatz einer Antennenmatrix oder eines Antennensterns ist aber ebenso möglich. Auch eine Teilbelegung der Matrix, d.h. eine Anordnung mit unterschiedlicher räumlicher Ausrichtung der Einzelantennen ist möglich.When using antenna groups, there are various approaches. For the sake of simplicity, a linear array as shown in FIG. 2 will be described here. However, the use of an antenna matrix or an antenna star is also possible. Also, a partial occupancy of the matrix, i. an arrangement with different spatial orientation of the individual antennas is possible.
Die Speisemöglichkeiten für die bestreffenden Antennengruppen sind jedoch immer sehr ähnlich.However, the dining options for the relevant antenna groups are always very similar.
Die Einzelantennen liegen beispielsweise in einer Reihe, wie in Figur 2 dargestellt, und werden auch als Einzelantennen eingesetzt. Hier wird dann immer an dem Ort gemessen an dem sich die jeweilige Antenne der Anordnung befindet. Dies entspricht einer Geräteverschiebung mit festem Messabstand c gemäß Figur 2. Eine solche Anwendung ergibt ein eher grobes Raster, welches durch den Antennenabstand c bestimmt ist. Durch die gleichzeitige Speisung der Einzelantennen 10 mit einem relativen Phasenunterschied der Speisesignale zueinander, kann eine bestimmte Richtwirkung des Messsignals erreicht werden und somit der Messbereich variiert werden. Bei einer festen Einstellung der Phasenunterschiede zwischen den Antennen hat die jeweilige Antennengruppe immer denselben Messbereich bezogen, beispielsweise auf die Position des Gerätes, beispielsweise eines Ortungsgerätes, in dem ein Hochfrequenzsensor mit einer entsprechenden Antennenanordnung untergebracht ist. Werden die Antennen aber in ihrem relativen Phasenunterschied variiert, ist damit eine Veränderung des Messbereichs verbunden. Damit muss dass Gerät nicht über den gewünschten Messbereich verfahren werden.The individual antennas are, for example, in a row, as shown in Figure 2, and are also used as individual antennas. Here is then always measured at the place where the respective antenna of the arrangement is located. This corresponds to a device displacement with a fixed measuring distance c according to FIG. 2. Such an application results in a rather coarse grid, which is determined by the antenna distance c. By the simultaneous feeding of the individual antennas 10 with a relative phase difference of the feed signals to each other, a certain directivity of the measuring signal can be achieved and thus the measuring range can be varied. With a fixed adjustment of the phase differences between the antennas, the respective antenna group has always related the same measuring range, for example to the position of the device, for example a locating device, in which a high-frequency sensor is accommodated with a corresponding antenna arrangement. However, if the antennas are varied in their relative phase difference, a change in the measuring range is associated with it. This means that the device must not be moved over the desired measuring range.
Dies ergibt dann u.a. nachfolgenden Betriebsmöglichkeiten für ein entsprechendes Ortungsgerät.This then gives u.a. subsequent operating options for a corresponding locating device.
Das Messgerät wir auf ein zu vermessendes Objekt, beispielsweise eine Gehäusewand ausgerichtet und durch die veränderbare Antennenansteuerung kann nunmehr ein bestimmter Messbereich unterhalb des Gerätes untersucht werden.The measuring device is aligned with an object to be measured, for example a housing wall, and the variable antenna control means that a specific measuring range below the device can now be examined.
Alternativ kann das Gerät, wie bisher üblich und in der DE 10 20 5000 Al beschrieben - mit fest eingestellter Messrichtung der Antennengruppe - über beispielsweise eine Wand bewegt werden. Wenn das Messgerät an einen Ort kommt, an dem es nicht weiterberegt werden kann, wie beispielsweise eine Raumecke oder dgl. Kann nunmehr durch Veränderung der Antennenansteuerung eine Schwenkcharakteristik der Antennengruppe genutzt werden, um auch den unzugänglichen oder nur schwer zugänglichen Bereich zu vermessen.Alternatively, the device, as previously customary and described in DE 10 20 5000 Al - fixed with fixed measuring direction of the antenna array - be moved over, for example, a wall. If the meter comes to a place where it can not be moved on, such as a room corner or the like. Can now be used by changing the antenna control a pivoting characteristic of the antenna array to measure the inaccessible or difficult to reach area.
Des Weiteren ist ein Betriebsmode möglich, bei dem das Ortungsgerät über die Wand bewegt wird und in einem relativ groben Ortsraster Messwerte aufnimmt. Dazu zusätzlich kann der Messbereich durch Veränderung der Phasenlage desFurthermore, an operating mode is possible in which the locating device is moved over the wall and takes measurements in a relatively coarse spatial grid. In addition, the measuring range can be changed by changing the phase angle of the
Ansteuersignals der einzelnen Antennen an jedem Rasterpunkt fein variiert werden. Durch diese Methode kann die Ortsauflösung des Messgerätes verbessert werden.Drive signal of the individual antennas are finely varied at each grid point. By this method, the spatial resolution of the meter can be improved.
Des weiteren können zusätzliche Informationen über eingeschlossenen Objekte in dem zu untersuchenden Material dadurch erhalten werden, dass der Auftreffwinkel der von den Antennen ausgesandten der elektromagnetischen Welle auf die Wand durch die Variation der relativen Phasenlage der Antennenelemente einstellbar ist. Dadurch sind Objekte nicht nur direkt von vorn, sondern auch schräg von der Seite her „sichtbar".Furthermore, additional information about trapped objects in the material to be examined can be obtained by adjusting the angle of incidence of the electromagnetic wave emitted by the antennas on the wall by varying the relative phase angle of the antenna elements. As a result, objects are "visible" not only directly from the front but also obliquely from the side.
Figur 2 zeigt eine Werkzeugmaschine 18 in Form einer Bohrmaschine mit einem entsprechenden einzelnen Antennenelement 50, welches auf einem LTCC SubstratFIG. 2 shows a machine tool 18 in the form of a drilling machine with a corresponding individual antenna element 50 which is mounted on an LTCC substrate
48 angeordnet ist. Das Antennenelement wird durch eine entsprechende Ansteuerelektronik 52 betrieben. In alternativen Ausführungsformen kann auch eine Antennenarray gemäß Figur 2 oder eine Antennenmatrix in der Maschine 168 Verwendung finden.48 is arranged. The antenna element is operated by a corresponding control electronics 52. In alternative embodiments, an antenna array according to FIG. 2 or an antenna matrix in the machine 168 may also be used.
Das elektromagnetische Hochfrequenzsignal 20, welches von der Antenne abgestrahlt wird, kann beispielsweise über ein sogenanntes Polyrod ausgekoppelt werden und /oder über eine dielektrische Linse 22 gerichtet werden: Zur Auskopplung der Energie aus der Antenne 50, die insbesondere als Patch-Antenne ausgebildet sein kann, kann - je nach Arbeitsfrequenz des Hochfrequenzsensors ein Dielektrikum in Form eines Kunststoffteils, welches als Polyrod bezeichnet wird, Verwendung finden. Das Polyrod wird dabei über dem Antennenelement angeordnet. Eine zusätzliche Formung der Richtgeometrie des Strahlerelementes lässt sich über die Gehäusegeometrie, oder eine dielektrische Linse erzielen.The electromagnetic high-frequency signal 20, which is radiated by the antenna, can be coupled out, for example, via a so-called polyrod and / or directed via a dielectric lens 22: for decoupling the energy from the antenna 50, which can be designed in particular as a patch antenna, can - depending on the operating frequency of the high-frequency sensor, a dielectric in the form of a plastic part, which is referred to as polyrod, find use. The polyrod is placed over the antenna element. An additional shaping of the directional geometry of the radiator element can be achieved via the housing geometry, or a dielectric lens.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 soll mittels eines Bohrers ein Loch in eine Wand 28 gebohrt werden. In der Wand der Dicke D befindet sich eine Rohrleitung 34, beispielsweise aus einem Kunststoff, die möglichst nicht angebohrt werden sollte.In the exemplary embodiment of FIG. 3, a hole is to be drilled in a wall 28 by means of a drill. In the wall of thickness D is a pipe 34, for example made of a plastic, which should not be drilled as possible.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Hochfrequenzsensors, der in der Werkzeugmaschine integriert ist, kann dass Kunststoff röhr, welche in der Wand 28 verborgen ist detektiert werden und beispielsweise ein entsprechendes Warnsignal oder auch die direkte Anzeige des verborgenen Gegenstandes in einer Ausgabeeinheit 54 der Werkzeugmaschine 18 wiedergegeben werden. Alternativerweise ist es möglich, die Maschine zu drosseln oder auszuschalten, falls ein - insbesondere vorgebbarerWith the aid of the high-frequency sensor according to the invention, which is integrated in the machine tool, the plastic tube which is hidden in the wall 28 can be detected and, for example, a corresponding warning signal or the direct display of the hidden object in an output unit 54 of the machine tool 18 are reproduced. Alternatively, it is possible to throttle or switch off the machine, if any - especially specifiable
- Mindestabstand zu dem eingeschlossenen Objekt unterschritten wird.- Minimum distance to the enclosed object is fallen below.
Da neben dem eingeschlossenen Objekt 34 auch die Wandvorderseite 30 sowie die Wandrückseite 36 über Reflexionen des Hochfrequenzsignals 20 detektierbar sind, kann mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine auch ein sogenannterSince, in addition to the enclosed object 34, the wall front side 30 as well as the wall rear side 36 can be detected via reflections of the high-frequency signal 20, a so-called machine tool can also be used with a machine tool according to the invention
Wanddurchbruch verhindert werden. Der Hochfrequenzsensor kann dazu beispielsweise die Wanddicke D bestimmen und die Maschine 18 abstellen, falls ein Wanddurchbruch bevorsteht. Ein Wanddurchbruch ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrtiefe gleich oder größer als die jeweilige Wanddicke ist.Wall breakthrough be prevented. The high-frequency sensor can, for example, determine the wall thickness D and turn off the machine 18, if a wall breakthrough is imminent. A wall breakthrough is characterized in that the drilling depth is equal to or greater than the respective wall thickness.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 ist der Hochfrequenzsensor nicht in dem Werkzeugmaschine selbst integriert, sondern in einem Zusatzbauteil 60, welches in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 eine Absaugvorrichtung für den Bohrstaub ist. Eine solche Absaugvorrichtung kann direkt auf die Wand 28 an der Bohrstelle aufgesetzt sein oder aber mit der Werkzeugmaschine 18 verbunden sein, wie dies das Verbindungselement 62 in Figur 4 symbolisieren soll.In the embodiment of Figures 4 and 5, the high-frequency sensor is not integrated in the machine tool itself, but in an additional component 60, which in the embodiment of Figures 4 and 5 is a suction device for the Bohrstaub. Such a suction device can be placed directly on the wall 28 at the drilling point or be connected to the machine tool 18, as symbolized by the connecting element 62 in FIG.
Durch eine Öffnung 64 in der Absaugvorrichtung 60 kann der Bohrer 66 geführt werden, wie dies in der Aufsicht auf eine Absaugvorrichtung 60 gemäß Figur 5 dargestellt ist. Um die Öffnung 64 herum sind Antennenelemente 10 auf einem gemeinsamen LTCC-Substrat angeordnet. Alternativer Weise kann auch jedes Antennenelement für sich auf einem LTCC-Substrat ausgebildet sein. Auch ist eine Ausführungsform mit lediglich einem Antennenelement möglich, so dass der Hochfrequenzsensor lediglich zu entscheiden vermag, ob ein Objekt vorhanden ist oder nicht.Through an opening 64 in the suction device 60, the drill 66 can be guided, as shown in the plan view of a suction device 60 according to Figure 5. Around the aperture 64, antenna elements 10 are disposed on a common LTCC substrate. Alternatively, each antenna element may be formed on its own on an LTCC substrate. Also, an embodiment with only one antenna element is possible, so that the high-frequency sensor can only decide whether an object is present or not.
Die Antennen 10 der Antennengruppe können wahlweise einzeln betrieben oder als Antennengruppe verschaltet sein. Die Einzelantennen können somit je nach Anforderung als Einzelelement eingesetzt werden, beispielsweise zur Bestimmung „eingeschlossenes Objekt vorhanden, ja oder nein" oder aber durch den Einsatz in einer Antennengruppe, beispielsweise in einer Stern- oder Kreuzanordnung auch die Richtung der eingeschlossenen Objekte identifizieren.The antennas 10 of the antenna group can optionally be operated individually or interconnected as an antenna group. The individual antennas can thus be used as a single element depending on the requirement, for example for determining "enclosed object present, yes or no" or by using in an antenna group, for example in a star or cross arrangement also identify the direction of the enclosed objects.
Weitere notwendige Elektronik könnte entweder in der Absaugvorrichtung selbst, gegebenenfalls mit entsprechenden Anzeigeelementen oder aber auch in derOther necessary electronics could either in the suction itself, optionally with appropriate display elements or even in the
Bohrmaschine untergebracht sein. Auch ist die Integration von Elektronikkomponenten direkt auf oder in dem LTCC-Substrat in vorteilhafter Weise möglich.Be housed drilling machine. Also, the integration of electronic components directly on or in the LTCC substrate is advantageously possible.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschrankt. Insbesondere ist die Erfindung nicht beschränkt auf die art und Form der Werkzeugmaschine bzw., des Zusatzbauteils für die Werkzeugmaschine. The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. In particular, the invention is not limited to the type and shape of the machine tool or, the additional component for the machine tool.

Claims

Ansprüche claims
1. Hochfrequenzsensor, insbesondere ein Hochfrequenzsensor zur Detektion von in einem Medium verborgenen Objekten (34), mit zumindest einer Antenne (10,50) zum Senden und/oder Empfangen hochfrequenter Signale (20), insbesondere Signale in einem Frequenzbereich von 1 bis 8 GHz, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Antenne (10,50) auf einem LTCC- Substrat (12,48) ausgebildet ist.1. high-frequency sensor, in particular a high-frequency sensor for detecting objects hidden in a medium (34), with at least one antenna (10,50) for transmitting and / or receiving high-frequency signals (20), in particular signals in a frequency range of 1 to 8 GHz , characterized in that the at least one antenna (10, 50) is formed on an LTCC substrate (12, 48).
2. Hochfrequenzsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Antenne (10,50) eine Patch-Antenne ist.2. High-frequency sensor according to claim 1, characterized in that the at least one antenna (10,50) is a patch antenna.
3. Hochfrequenzsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Patch-Antenne eine Kantenlänge a von kleiner gleich 1 cm aufweist.3. High-frequency sensor according to claim 1, characterized in that the at least one patch antenna has an edge length a of less than or equal to 1 cm.
4. Hochfrequenzsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Mehrzahl von Antenne (10,50) aufweist.4. High-frequency sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor comprises a plurality of antenna (10,50).
5. Hochfrequenzsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Antenne (10,50) auf einem gemeinsamen LTCC-Substrat (12,48) angeordnet ist.5. High-frequency sensor according to claim 4, characterized in that the plurality of antenna (10,50) on a common LTCC substrate (12,48) is arranged.
6. Hochfrequenzsensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das oder auf dem LTCC-Substrat (12,48) elektronische Bauelemente (14), insbesondere Widerstände, Kondensatoren oder Spulen, integriert sind.6. High-frequency sensor according to one of the preceding claims, characterized in that in or on the LTCC substrate (12,48) electronic components (14), in particular resistors, capacitors or coils are integrated.
7. Werkzeugmaschine, insbesondere ein Elektrowerkzeug (18), welches zu einem bohrenden und/oder schlagenden Antreiben eines Werkzeugs vorgesehen ist, mit zumindest einem Hochfrequenzsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.7. Machine tool, in particular a power tool (18), which is provided for a drilling and / or beating driving a tool, with at least one high-frequency sensor according to one of the preceding claims.
8. Zusatzbauelement zur Verwendung in Verbindung mit einer Werkzeugmaschine, insbesondere in Verbindung mit einem Elektrowerkzeug (18), welches zu einem bohrenden und/oder schlagenden Antreiben eines Werkzeugs (66) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzelement (60) zumindest einen Hochfrequenzsensor nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.8. Additional component for use in conjunction with a machine tool, in particular in conjunction with a power tool (18), which is provided for a drilling and / or beating driving a tool (66), characterized in that the additional element (60) at least one high-frequency sensor according to at least one of claims 1 to 6.
9. Zusatzbauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzbauelement Teil einer Absaugvorrichtung (60) ist. 9. additional component according to claim 8, characterized in that the additional component is part of a suction device (60).
PCT/EP2007/064162 2006-12-28 2007-12-19 High-frequency sensor and machine tool having a high-frequency sensor WO2008080839A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07857785A EP2106320A2 (en) 2006-12-28 2007-12-19 High-frequency sensor and machine tool having a high-frequency sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006062492.0 2006-12-28
DE200610062492 DE102006062492A1 (en) 2006-12-28 2006-12-28 High frequency sensor for use in auxiliary element, has multiple antennae e.g. patch antennae, for sending and/or receiving high frequency signals, where antennae are arranged on low temperature cofired ceramics substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008080839A2 true WO2008080839A2 (en) 2008-07-10
WO2008080839A3 WO2008080839A3 (en) 2009-01-22

Family

ID=39323715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/064162 WO2008080839A2 (en) 2006-12-28 2007-12-19 High-frequency sensor and machine tool having a high-frequency sensor

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2106320A2 (en)
DE (1) DE102006062492A1 (en)
WO (1) WO2008080839A2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000198A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Robert Bosch Gmbh device system
DE102009033236A1 (en) * 2009-07-14 2011-01-20 Conductix-Wampfler Ag Device for inductive transmission of electrical energy
DE102011088438A1 (en) 2011-12-13 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Hand tool device
DE102011088435A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-13 Robert Bosch Gmbh Hand tool device with at least one locating antenna
DE102012101008A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Röhm Gmbh Method for line detection in drilling process with drilling device, involves feeding signal in grounded line network by transmitter, where signal is detected by receiver, and drilling process is stopped in detection of signal
WO2020001490A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 苏州宝时得电动工具有限公司 Electric device which applies radar
DE102019101699A1 (en) * 2019-01-24 2020-07-30 Adolf Würth GmbH & Co. KG Hand tool with an antenna arrangement
CN113567828B (en) * 2021-06-15 2024-06-21 中国电子科技集团公司第十三研究所 Nondestructive failure detection method for multilayer low-temperature co-fired ceramic substrate

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010053313A1 (en) * 2000-06-20 2001-12-20 Luebke Thomas M. Hand drill attachment
WO2002065578A2 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Comsat Corporation Wide-band modular mems phased array
DE202004018003U1 (en) * 2004-11-19 2005-02-24 Gmeiner, Josef Joachim Positioning unit for tool, especially handheld drill, has sensors and control unit which permit input of desired drilling depth and then output of signal when drilling depth is reached
DE202004019199U1 (en) * 2004-12-11 2005-03-10 Imst Gmbh Fully integrated miniaturized radar sensor in low temperature cofired ceramic multiple layer technology for short range radar monitoring where the entire high frequency part is realized in a monoblock
US20050111214A1 (en) * 2003-08-22 2005-05-26 Zeiler Jeffrey M. Power tool and accessory
US20050261870A1 (en) * 2004-05-21 2005-11-24 Christoph Cramer Penetration-depth-determining device
WO2006061310A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Robert Bosch Gmbh Single-chip radar for motor vehicle applications

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774091A (en) 1993-04-12 1998-06-30 The Regents Of The University Of California Short range micro-power impulse radar with high resolution swept range gate with damped transmit and receive cavities
DE10204568A1 (en) 2001-02-03 2002-08-29 Bosch Gmbh Robert Compact radar device e.g. for detecting objects embedded in wall has housing divided by printed circuit board into hollow cavity for antenna device and shielded chamber for electrical circuits
DE10104864A1 (en) 2001-02-03 2002-08-08 Bosch Gmbh Robert Device for transmitting and / or receiving radar beams
DE10205000A1 (en) 2002-02-07 2003-08-28 Bosch Gmbh Robert tracking device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010053313A1 (en) * 2000-06-20 2001-12-20 Luebke Thomas M. Hand drill attachment
WO2002065578A2 (en) * 2001-02-14 2002-08-22 Comsat Corporation Wide-band modular mems phased array
US20050111214A1 (en) * 2003-08-22 2005-05-26 Zeiler Jeffrey M. Power tool and accessory
US20050261870A1 (en) * 2004-05-21 2005-11-24 Christoph Cramer Penetration-depth-determining device
DE202004018003U1 (en) * 2004-11-19 2005-02-24 Gmeiner, Josef Joachim Positioning unit for tool, especially handheld drill, has sensors and control unit which permit input of desired drilling depth and then output of signal when drilling depth is reached
WO2006061310A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Robert Bosch Gmbh Single-chip radar for motor vehicle applications
DE202004019199U1 (en) * 2004-12-11 2005-03-10 Imst Gmbh Fully integrated miniaturized radar sensor in low temperature cofired ceramic multiple layer technology for short range radar monitoring where the entire high frequency part is realized in a monoblock

Non-Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRZEZINA G ET AL: "Planar antennas in LTCC technology with transceiver integration capability for ultra-wideband applications" IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES IEEE USA, Bd. 54, Nr. 6, Juni 2006 (2006-06), Seiten 2830-2839, XP002499917 ISSN: 0018-9480 *
EHLERT M ET AL: "An Integrated LTCC Millimeter-Wave Planar Array Antenna With Low-Loss Feeding Network" IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, Bd. 53, Nr. 3, 1. März 2005 (2005-03-01), Seiten 1232-1234, XP011128082 ISSN: 0018-926X *
HOLZWARTH S ET AL: "Integrated stacked patch antenna array on LTCC material operating at 24 GHz" ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY SYMPOSIUM, 2004. IEEE MONTEREY, CA, USA JUNE 20-25, 2004, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, [Online] Bd. 2, 20. Juni 2004 (2004-06-20), Seiten 1583-1586, XP010721649 ISBN: 978-0-7803-8302-9 Gefunden im Internet: URL:http://www.ltcc.de/downloads/rd/pub/20-doc-aps-2004.pdf> [gefunden am 2008-10-13] *
HOLZWARTH S ET AL: "Planar antenna arrays on LTCC-multilayer technology" ELEVENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION (IEE CONF. PUBL.NO.480) IEE LONDON, UK, [Online] Bd. 2, 2001, Seiten 710-714 vol.2, XP002499918 ISBN: 0-85296-733-0 Gefunden im Internet: URL:http://www.empire.de/main/Empire/pdf/publications/2001/sh_icap2001.pdf> [gefunden am 2008-10-14] *
J R JAMES, P S HALL: "Introduction" HANDBOOK OF MICROSTRIP ANTENNAS, Bd. 1, 1989, Seiten 1-44, XP002499919 Short Run Press Ltd, Exeter, England ISBN: 0 86341 150 9 *
KHARKOVSKY S ET AL: "Millimeter Wave Detection of Localized Anomalies in the Space Shuttle External Fuel Tank Insulating Foam and Acreage Heat Tiles" INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT TECHNOLOGY CONFERENCE, 2005. IMTC 2005 . PROCEEDINGS OF THE IEEE OTTAWA, ON, CANADA 16-19 MAY 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, Bd. 2, 16. Mai 2005 (2005-05-16), Seiten 1527-1530, XP010900689 ISBN: 978-0-7803-8879-6 *
KULA J S ET AL: "Patch-antenna miniaturization using recently available ceramic substrates" IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION MAGAZINE, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, Bd. 48, Nr. 6, 1. Dezember 2006 (2006-12-01), Seiten 13-20, XP011172219 ISSN: 1045-9243 *
PEYROT-SOLIS M A ET AL: "State of the Art in Ultra-Wideband Antennas" ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERING, 2005 2ND INTERNATIONAL CONFERE NCE ON MEXICO CITY, MEXICO 07-09 SEPT. 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 7. September 2005 (2005-09-07), Seiten 101-105, XP010850582 ISBN: 978-0-7803-9230-4 *
SACHS J: "M-sequence ultra-wideband-radar: state of development and applications" RADAR CONFERENCE, 2003. PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL ADELAIDE, SA, AUSTRALIA 3-5 SEPT. 2003, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, 3. September 2003 (2003-09-03), Seiten 224-229, XP010688708 ISBN: 978-0-7803-7870-4 *
SCHULER K ET AL: "Innovative material modulation for multilayer LTCC antenna design at 76.5 GHz in radar and communication applications" MICROWAVE CONFERENCE, 2003. 33RD EUROPEAN 7-9 OCT. 2003, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, Bd. 2, 7. Oktober 2003 (2003-10-07), Seiten 707-710, XP010680993 ISBN: 978-1-58053-835-0 *
SCHWEIGHOFER A ET AL: "Microstrip antennas using multi-layer packaging technology" ELECTRON DEVICES FOR MICROWAVE AND OPTOELECTRONIC APPLICATIONS, 2002. EDMO 2002. THE 10TH IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON 18-19 NOV. 2002, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 18. November 2002 (2002-11-18), Seiten 265-270, XP010625965 ISBN: 978-0-7803-7530-7 *
STURZEBECHER D ET AL: "20 GHZ LTCC PHASED ARRAY MODULE" 1996 IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM DIGEST. SAN FRANCISCO, JUNE 17 - 21, 1996; [IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM DIGEST], NEW YORK, IEEE, UI, 17. Juni 1996 (1996-06-17), Seiten 991-994, XP000732524 ISBN: 978-0-7803-3247-8 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008080839A3 (en) 2009-01-22
DE102006062492A1 (en) 2008-07-03
EP2106320A2 (en) 2009-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2106320A2 (en) High-frequency sensor and machine tool having a high-frequency sensor
DE60221868T2 (en) POLARIZED RADIATION ELEMENT WITH SLOT COUPLING
EP2560029B1 (en) Method and device for detecting an object in a subsoil
EP3361223B1 (en) Fill level switch and method for detecting a fill level of a medium in a container
WO2005099042A1 (en) Waveguide structure
EP3465817B1 (en) Antenna device for a radar detector having at least two radiation directions, and motor vehicle having at least one radar detector
DE102009000644A1 (en) Device for transmitting and / or receiving electromagnetic RF signals, and measuring device and machine tool monitoring device with such a device
DE10345314A1 (en) Device and method for emitting and / or receiving electromagnetic radiation
EP3134748B1 (en) Radar system for detecting sourroundings of a vehicle and printed circuit board for said radar system
DE112010001503T5 (en) ANTENNA DEVICE
EP2126604A1 (en) Device for measuring distance
EP2494655B1 (en) Antenna arrangement for signal transmission
EP1623248A1 (en) Radar sensor for use with automobiles
DE102016007386A1 (en) Radar system for environment detection for a vehicle, in particular for a motor vehicle
EP2983008B1 (en) Sensor device with combined ultrasonic sensor and radar sensor for detecting an object in an environment of a motor vehicle and motor vehicle
DE102009055345A1 (en) antenna
DE102005011128B4 (en) Calibration of an electronically controllable planar antenna and electronically controllable antenna with a probe in the reactive near field
WO2007062971A1 (en) Antenna array for a radar sensor
WO2007077062A1 (en) Radar device
DE102009055344A1 (en) antenna
DE10036131A1 (en) Radar sensor for sensing traffic situation around a vehicle, has patch antennas, millimeter wave circuit and digital signal processor arranged on both sides of integrated carriers i.e. insulation layers with wirings
DE102008055196A1 (en) Ultra wide band sensor unit i.e. low chip rate-antenna unit, for use in radar device for detecting pipe in e.g. wall, has substrate with dielectric whose effective dielectric constant is spatially inhomogeneous
DE102015216243B4 (en) ANTENNA ARRANGEMENT WITH SQUARE STRUCTURE
EP2040336B1 (en) Radar sensor
EP3516416B1 (en) Radar arrangement for a motor vehicle, and motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07857785

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007857785

Country of ref document: EP