WO2014202318A1 - Antennenmodul und vorrichtung mit antennenmodul - Google Patents

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WO2014202318A1
WO2014202318A1 PCT/EP2014/060429 EP2014060429W WO2014202318A1 WO 2014202318 A1 WO2014202318 A1 WO 2014202318A1 EP 2014060429 W EP2014060429 W EP 2014060429W WO 2014202318 A1 WO2014202318 A1 WO 2014202318A1
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WO
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antenna
housing
antenna module
flat
module according
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/060429
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Baumgartner
Jörg HÜTTNER
Dominikus Joachim MÜLLER
Stefan Schwarzer
Andreas Ziroff
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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
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Publication of WO2014202318A1 publication Critical patent/WO2014202318A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome

Definitions

  • Antenna Module and Device with Antenna Module The invention relates to an antenna module and a device having an antenna module.
  • Systems are known in which the position of devices to each other, in particular a transmitting and a receiving - unit to each other, on the reception phase of electromagnetic waves, such as microwaves, is determined.
  • a system includes prior art devices, each having an antenna in the nature of a multi-antenna array antenna.
  • the reception phases of the incoming signals at each antenna element of the array antenna are detected and evaluated relative to the remaining reception phases. From this information, the relative position of the transmitting and receiving unit is determined by means of a computer unit to each other. For reliable use in industrial environments, however, a robust construction of the transmitting and receiving units is required.
  • Transmitting and receiving unit each have a housing, which has the electronics for signal processing and an antenna module with a transmitting or receiving group antenna and a radome to protect the transmitting or receiving antenna.
  • a housing which has the electronics for signal processing and an antenna module with a transmitting or receiving group antenna and a radome to protect the transmitting or receiving antenna.
  • Such a structure is due to the required impact resistance, weather resistance, temperature resistance and the required fulfillment of EMC (Electromagnetic Compatibility) EMC guidelines.
  • EMC Electromagnetic Compatibility
  • a radome significantly influences the reception phase at individual antenna elements of the array antenna.
  • the antenna module according to the invention comprises an antenna formed at least in part as a flat part. Furthermore, the antenna module according to the invention has a housing which surround at least the flat part of the antenna, wherein the
  • Housing has a dielectric window with an inner flat side and the flat part of the antenna is arranged on the inner flat side flat adjacent or gleichabstsammlung or almost gleichabstappel.
  • the antenna module can be easily integrated and protected by the dielectric window in other parts of a device, in particular in parts of a
  • a possible phase offset between parts of at least the flat part of the antenna is significantly reduced.
  • the enclosure having the dielectric window consequently protects at least the flat part of the antenna similar to a radome.
  • the dielectric window lies flat on the flat part of the antenna or is arranged equidistantly therefrom and can be formed in a particularly robust and space-saving manner, in particular as a flat part.
  • the antenna module according to the invention is preferably a micro / millimeter-wave antenna module, ie the antenna of the antenna module according to the invention is designed to receive and / or to radiate microwaves and / or millimeter waves.
  • the antenna module is a radar antenna module, the antenna being suitably a radar antenna.
  • the flat part of the antenna expediently forms the predominant volume fraction of the antenna.
  • the flat part of the antenna preferably forms at least the predominant and ideally the complete part of the part of the antenna designed for emitting and / or receiving electromagnetic waves.
  • the antenna is a micro and / or millimeter wave antenna.
  • a flat part is not necessarily a one-piece and / or one-piece manageable flat part is taken. Rather, a flat part can also be constructed in several parts.
  • the enclosure comprises at least one further housing part in addition to the dielectric window.
  • the at least one further housing part is formed with, in particular, metal.
  • the antenna module according to the invention is particularly robust auslagbar.
  • the dielectric window has a plate, in particular a plane-parallel plate.
  • the dielectric window is a plate, in particular a plane-parallel plate.
  • the flat part of the antenna preferably has a group antenna with at least two or more antenna elements or is such a group antenna.
  • the array antenna expediently comprises at least two antenna elements. It is precisely such group antennas that can be covered particularly inexpensively by means of the dielectric window and at the same time operated reliably, since the significantly reduced phase offset between parts of the flat part of the antenna makes it possible to easily operate the array antenna.
  • the dielectric window with a plastic ideally made of a plastic, is advantageously formed. In a preferred development of the plastic is a high frequency suitable plastic with low loss factor, preferably of at most 0.004.
  • the plastic preferably has a low
  • Dielectric constant expedient of at most 2.4, on.
  • This plastic is preferably used with HDPE (high-density polyethylene) (high density), Teflon (equivalent to polytetrafluoroethylene) or PEEK
  • Polyetheretherketone or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or is HDPE, Teflon or
  • the thickness of the plate of the dielectric window ie the dimension of the plate perpendicular to its flat sides, is so small that the deviation of the reception phases of the antenna over a range of angles of incidence required for operation is less than 1 ° a reference antenna module without a dielectric window and / or without an enclosure enclosing the antenna.
  • the thickness of the plate is advantageously sufficiently large to reliably protect the flat part of the antenna against stone chipping, solar radiation or rain.
  • the plate has a thickness between 3 mm and 5 mm.
  • a planar carrier is present in the antenna module, on which the antenna, at least the flat part or at least part of the flat part of the antenna, rests flat, wherein the planar carrier is suitably a printed circuit board and / or board.
  • the antenna module according to the invention has at least one further housing part, which at least on a side facing away from the dielectric window at least the flat part of the antenna rests flat against this flat part or flat against a planar support, on which at least the flat part of the antenna rests flat.
  • At least the at least one further forms in the antenna module
  • Umhausungsteil a housing or at least a portion of a housing of a device, in particular a transmitting or receiving unit.
  • the at least one further housing part forms part of a Metal housing part and / or a lid, in particular a metal lid.
  • At least the further housing part expediently has a recess, preferably in the form of a shallow depression, in particular with an at least regionally planar ground, in which at least part of the flat part of the antenna and / or at least one part of the dielectric window.
  • the dielectric window at least partially covers the recess and / or closes off the dielectric window with at least one surface of the area surrounding the recess or of the area of the at least one further housing part adjoining the recess.
  • the dielectric window is advantageously connected to the at least one further housing part by means of a sealing collar.
  • the dielectric window and / or a flat side of the flat part of the antenna with the at least one other
  • the device according to the invention is in particular a transmitting and / or receiving unit and has a housing, in particular a housing formed from or with metal, with at least one housing part with an antenna module as described above.
  • the housing encapsulates a housing interior in the device according to the invention.
  • the device according to the invention has a signal processing electronics signal-connected to the antenna, in particular an evaluation and / or power electronics, which is arranged in the housing interior.
  • the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it :
  • FIG. 1 shows a housing cover of a receiving unit according to the invention with a radar antenna module according to the invention schematically in a perspective view
  • Figure 2 shows the housing cover with the radar antenna module according to the invention according to Figure 1 schematically in cross section and Figure 3 shows a receiving unit according to the invention with the
  • Housing cover acc. Fig. 1 and 2 schematically in cross section.
  • the radar antenna module according to the invention is in a
  • the housing cover 5 shown in Figure 1 and Figure 2 has a cover housing part 6 made of metal.
  • Lid housing part 6 has a flat outer surface 10, on which a recess in the form of a shallow depression 15 is present.
  • the recess 15 has a planar base 2 which is plane-parallel to the outer surface 10 of the
  • Lid housing part 6 extends.
  • a board 25 with two plane-parallel flat sides 27, 28 is used plane-parallel to the bottom of the recess 2.
  • the board 25 has on its base 2 of the recess 15 facing away from the flat side 27 designed as a microwave antenna array antenna 35 (in
  • the array antenna 35 can be used in further, not specifically in the drawing. Embodiment shown be formed as a millimeter wave antenna.
  • the array antenna 35 ie all the antenna elements 40 taken together, forms a flat part, ie the array antenna 35 has two flat sides facing away from each other, on which the surface of the array antenna 35 extends in a planar and planar manner.
  • a first flat side of the array antenna 35 is located on the base 2 of the recess 15 facing away from flat side 27 of the board 25 to surface.
  • the second flat side of the array antenna 35 is plane-parallel to the first flat side of the array antenna 35 and the circuit board 25 is remote.
  • the second flat side of the array antenna 35 terminates flush with the outer surface 10 of the cover housing part 6 in the illustrated embodiment.
  • the plastic plate 50 is made of HDPE (high-density polyethylene) (high density).
  • the plastic plate is made of Teflon (equivalent: "polytetrafluoroethylene”) or PEEK
  • One of the board 25 facing flat side 60 of the plastic plate 50 also lies flat against the second flat side of the array antenna 35 adjacent.
  • the plastic plate 50 with its the circuit board 25 facing flat side 60 is slightly, i. 50 ⁇ spaced from the second flat side of the array antenna 35.
  • the array antenna 35 is relative to the flat outer surface 10 of the
  • Lid housing part 6 in the direction of the recess 15 in by a corresponding distance withdrawn.
  • the plastic plate 50 consequently forms a housing for the group antenna 35.
  • the part of the plastic plate 50 covering the circuit board 25 forms a dielectric window of the enclosure of the array antenna 35.
  • the plastic plate 50 extends along all the planar extensions of the board 25 beyond this.
  • the plastic plate 50 is in the illustrated embodiment with cuboid longitudinal section along its flat
  • the plastic plate 50 may also have a different longitudinal section.
  • the plastic plate 50 is by means of a sealing collar 70, which perpendicular to the flat outer surface 10 of the
  • Lid housing part 6 extends from this, positively held on the flat outer surface 10 of the cover housing part 6.
  • the sealing collar 70 protrudes on the flat side 65 of the plastic plate 50 facing away from the cover housing part 6 from its edge 75 of the flat side 65 facing away from the cover housing part 6 along this flat side 65.
  • the sealing collar 70 is sealingly attached to the outer surface 10 of the cover housing part 6 by means of a sealing lip 72 (not explicitly illustrated in FIG. 3).
  • the sealing collar 70 is fastened to the cover housing part 6 by means of threaded screws (not specifically shown in the figures).
  • the receiving unit 100 comprises a cover 5 and a closed with the lid 5 housing part
  • the closed with the lid 5 housing part 105 is made of metal, in the illustrated embodiment, the same metal from which the cover housing part 6 consists.
  • Cover housing part 6 and housing part 105 form the housing of the receiving unit 100.
  • the housing of the receiving unit 100 encloses a housing interior 140 with an electronics 150, which is designed to process the signals of the array antenna 35.
  • the electronics 150 is formed, the Phase of the microwaves received by the individual antenna elements 40 to determine and from there to determine the relative position of the receiving unit 100 relative to a non-specifically shown transmitting unit.
  • the transmitting unit is equal to the receiving unit 100 gem.
  • Fig. 3 constructed, with the exception of the electronics 150, which is not formed in the transmission unit according to the invention for the evaluation of the received from the array antenna 35 microwave signals; Rather, the electronics 150 is formed in this embodiment, for feeding the array antenna 35 with suitable transmission signals.

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Abstract

Das Antennenmodul ist mit einer zumindest zum Teil als Flachteil ausgebildeten Antenne sowie einer Umhausung gebildet, die zumindest das Flachteil der Antenne umhaust, wobei die Umhausung ein dielektrisches Fenster mit einer inneren Flachseite aufweist und das Flachteil der Antenne an der inneren Flachseite flächig anliegend oder gleichabständig angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, insbesondere ein Metallgehäuse, mit einem solchen Antennenmodul.

Description

Beschreibung
Antennenmodul und Vorrichtung mit Antennenmodul Die Erfindung betrifft ein Antennenmodul und eine Vorrichtung mit einem Antennenmodul.
Es sind Systeme bekannt, bei welchen die Lage von Vorrichtungen zueinander, insbesondere einer Sende- und einer Empfangs - einheit zueinander, über die Empfangsphase von elektromagnetischen Wellen, etwa Mikrowellen, bestimmt wird. Für ein derartiges System zählen Vorrichtungen zum Stand der Technik, die jeweils eine Antenne in der Art einer Gruppenantenne mit mehreren Antennenelementen aufweisen. Die Empfangsphasen der eintreffenden Signale an jedem Antennenelement der Gruppenantenne werden erfasst und relativ zu den übrigen Empfangsphasen ausgewertet. Aus diesen Informationen wird mittels einer Rechnereinheit die relative Lage der Sende- und der Empfangseinheit zueinander bestimmt. Für einen zuverlässigen Einsatz im industriellen Umfeld ist allerdings ein robuster Aufbau der Sende- und der Empfangseinheit erforderlich. Sende- und Empfangseinheit weisen jeweils ein Gehäuse auf, welches die Elektronik für die Signalverarbeitung sowie ein Antennenmodul mit einer Sende- oder Empfangsgruppenantenne und mit einem Radom zum Schutz der Sende- oder Empfangsantenne aufweist. Ein solcher Aufbau ist durch die im Betrieb erforderliche Schlagfestigkeit, Witterungsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und die erforderliche Erfüllung von EMV-Richtlinien (EMV = Elektromagnetische Verträglichkeit) bedingt. Ein Radom allerdings beeinflusst deutlich die Empfangsphase an einzelnen Antennenelementen der Gruppenantenne.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Antennenmodul zu schaffen, welches insbesondere in robusten Sende- und/oder Empfangseinheiten zuverlässig nutzbar ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung mit einem Antennenmodul, insbesondere eine verbesserte Sendeeinheit und eine verbesserte Empfangseinheit, zu schaffen. Diese Aufgabe wird mit einem Antennenmodul mit in den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie mit einer Vorrichtung mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevor- zugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den zugehörigen Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben.
Das erfindungsgemäße Antennenmodul umfasst eine, zumindest zum Teil, als Flachteil ausgebildete Antenne. Ferner weist das erfindungsgemäße Antennenmodul eine Umhausung auf, die zumindest das Flachteil der Antenne umhaust, wobei die
Umhausung ein dielektrisches Fenster mit einer inneren Flachseite aufweist und das Flachteil der Antenne an der inneren Flachseite flächig anliegend oder gleichabständig oder nahezu gleichabständig angeordnet ist.
Auf diese Weise lässt sich das Antennenmodul einfach und durch das dielektrische Fenster geschützt in weitere Teile einer Vorrichtung integrieren, insbesondere in Teile eines
Gehäuses einer Vorrichtung, wie zweckmäßigerweise Teile eines Gehäuses einer Sende- und/oder Empfangseinheit. Infolge der flächigen Anlage oder der gleichabständigen Anordnung zwischen dielektrischem Fenster und zumindest dem Flachteil der Antenne ist ein möglicher Phasenversatz zwischen Teilen zumindest des Flachteils der Antenne deutlich verringert. Die das dielektrische Fenster aufweisende Umhausung schützt folglich zumindest das Flachteil der Antenne ähnlich einem Radom. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Radom liegt das dielekt- rische Fenster flächig an dem Flachteil der Antenne an oder ist von diesem gleichabständig angeordnet und ist, insbesondere als Flachteil, besonders robust und platzsparend ausbildbar . Es versteht sich, dass mit einer nahezu gleichabständigen Anordnung eine Anordnung gemeint ist, bei welcher die Abstände von einer Flachseite der Antenne zum dielektrischen Fenster in Richtung senkrecht zur Flachseite des Flachteils entlang der Flachseite voneinander um höchstens 20 Prozent, vorzugsweise um höchstens 5 Prozent und idealerweise um höchstens 1 Prozent abweichen. Alternativ und ebenfalls bevorzugt weichen die Abstände in Richtung senkrecht zur Flachseite des Flach- teils um höchstens ein Viertel, vorzugsweise höchstens ein Sechzehntel und idealerweise um höchstens ein Vierundsech- zigstel der Wellenlänge, zu dessen Empfang oder Aussendung die Antenne ausgebildet ist, voneinander ab. Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Antennenmodul ein Mikro- /Millimeterwellenantennenmodul , d.h., die Antenne des erfindungsgemäßen Antennenmoduls ist zum Empfang und/oder zur Ab- strahlung von Mikrowellen und/oder Millimeterwellen ausgebildet .
Idealerweise ist das Antennenmodul ein Radarantennenmodul, wobei die Antenne zweckmäßig eine Radarantenne ist.
Zweckmäßig bildet das Flachteil der Antenne den überwiegenden Volumenanteil der Antenne. Vorzugsweise bildet das Flachteil der Antenne zumindest den überwiegenden und idealerweise den vollständigen Anteil des zur Abstrahlung und/oder zum Empfang elektromagnetischer Wellen ausgebildeten Teils der Antenne. Bevorzugt ist die Antenne eine Mikro- und/oder Millimeterwel- lenantenne.
Es versteht sich, dass unter einem Flachteil nicht notwendigerweise ein einstückig und/oder einteilig handhabbares Flachteil gefasst ist. Vielmehr kann ein Flachteil auch mehr- teilig aufgebaut sein.
Vorzugsweise umfasst die Umhausung zusätzlich zu dem dielektrischen Fenster zumindest einen weiteren Umhausungsteil . Idealerweise ist der zumindest eine weitere Umhausungsteil mit, insbesondere aus, Metall gebildet. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Antennenmodul besonders robust ausbildbar. Zweckmäßigerweise weist bei dem erfindungsgemäßen Radarantennenmodul das dielektrische Fenster eine Platte, insbesondere eine planparallele Platte, auf. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das dielektrische Fenster eine Platte, insbesondere eine planparallele Platte. Infolge der Ausbildung mit der oder als Platte, insbesondere als planparallele Platte, sind die Flachseiten des dielektrischen Fensters von dem Flachteil der Antenne nahezu gleich beabstandet. Ein Phasenversatz von elektromagnetischen Wellen wie insbesondere Radarwellen an verschiedenen Teilen des
Flachteils der Antenne ist in dieser Weiterbildung der Erfindung besonders wirksam reduziert.
Bevorzugt weist bei dem erfindungsgemäßen Antennenmodul zu- mindest das Flachteil der Antenne eine Gruppenantenne mit zumindest zwei oder mehreren Antennenelementen auf oder ist eine solche Gruppenantenne. Die Gruppenantenne umfasst zweckmäßig zumindest zwei Antennenelemente. Gerade solche Gruppenantennen lassen sich mittels des dielektrischen Fensters beson- ders unaufwändig abdecken und zugleich zuverlässig betreiben, da der deutlich reduzierte Phasenversatz zwischen Teilen des Flachteils der Antenne einen ungehinderten Betrieb der Gruppenantenne leicht ermöglicht. Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Antennenmodul das dielektrische Fenster mit einem Kunststoff, idealerweise aus einem Kunststoff, gebildet. In bevorzugter Weiterbildung ist der Kunststoff ein hochfrequenztauglicher Kunststoff mit geringem Verlustfaktor, vorzugsweise von höchstens 0,004.
Zusätzlich weist der Kunststoff bevorzugt eine geringe
Dielektrizitätszahl , zweckmäßig von höchstens 2,4, auf. Bevorzugt ist dieser Kunststoff mit HDPE (engl.: „high-density Polyethylene" - Polyethylen (hohe Dichte) ) , Teflon (gleichbedeutend: „ Polytetrafluorethylen" ) oder PEEK
( Polyetheretherketon) gebildet oder ist HDPE, Teflon oder
PEEK. Von der Antenne, zumindest dem Flachteil der Antenne, empfangene oder gesendete Signale erfahren so beim Durchdringen des Fensters eine hinreichend geringe Dämpfung verglichen mit einer gleichartig aufgebauten Antenne im Vakuum oder in Umgebungsatmosphäre .
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Di- cke der Platte des dielektrischen Fensters, also die Abmessung der Platte senkrecht zu ihren Flachseiten, derart gering, dass die Abweichung der Empfangsphasen der Antenne über einen zum Betrieb erforderlichen Bereich von Einfallswinkeln weniger als 1° gegenüber einem Referenz -Antennenmodul ohne dielektrisches Fenster und/oder ohne eine die Antenne umhausende Umhausung beträgt. Zugleich ist die Dicke der Platte, wie sie oben erläutert ist, vorteilhafterweise hinreichend groß, um das Flachteil der Antenne gegen Steinschlag, Sonneneinstrahlung oder Regen zuverlässig zu schüt- zen. Idealerweise weist die Platte eine Dicke zwischen 3 mm und 5 mm auf .
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bei dem Antennenmodul ein planer Träger vorhanden, an welchem die Antenne, zumindest das Flachteil oder mindestens ein Teil des Flachteils der Antenne, flächig anliegt, wobei der plane Träger zweckmäßig eine Leiterplatte und/oder Platine ist.
Vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Antennenmodul zumin- dest einen weiteren Umhausungsteil auf, welcher zumindest an einer dem dielektrischen Fenster abgewandten Seite zumindest des Flachteils der Antenne an diesem Flachteil flächig anliegt oder an einem planen Träger flächig anliegt, an welchem zumindest das Flachteil der Antenne flächig anliegt.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet bei dem Antennenmodul zumindest der zumindest eine weitere
Umhausungsteil ein Gehäuse oder zumindest einen Teil eines Gehäuses einer Vorrichtung, insbesondere einer Sende- oder Empfangseinheit .
Geeignet bildet bei dem erfindungsgemäßen Antennenmodul der zumindest eine weitere Umhausungsteil einen Teil eines Metallgehäuseteils und/oder eines Deckels, insbesondere eines Metalldeckels .
Zweckmäßig weist bei dem erfindungsgemäßen Antennenmodul zu- mindest der zumindest eine weitere Umhausungsteil eine Ausnehmung, vorzugsweise in Gestalt einer flachen Vertiefung, insbesondere mit, zumindest bereichsweise, planem Grund, auf, in welcher zumindest ein Teil des Flachteils der Antenne und/oder zumindest ein Teil des dielektrischen Fensters be- findlich ist. Idealerweise überdeckt das dielektrische Fenster zumindest zum Teil die Ausnehmung und/oder schließt das dielektrische Fenster mit zumindest einer Oberfläche des die Ausnehmung umgebenden oder des an die Ausnehmung angrenzenden Bereichs des zumindest einen weiteren Umhausungsteils flächig ab.
Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Antennenmodul das dielektrische Fenster mittels eines Dichtkragens an den zumindest einen weiteren Umhausungsteil angebunden.
Zweckmäßig schließt bei dem erfindungsgemäßen Antennenmodul das dielektrische Fenster und/oder eine Flachseite des Flachteils der Antenne mit dem zumindest einen weiteren
Umhausungsteil an dessen Außenseite bündig ab.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere eine Sende- und/oder Empfangseinheit und weist ein Gehäuse, insbesondere ein aus oder mit Metall gebildetes Gehäuse, auf, mit zumindest einem Gehäuseteil mit einem Antennenmodul wie zuvor be- schrieben.
Vorteilhaft kapselt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Gehäuse einen Gehäuseinnenraum. Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine mit der Antenne signalverbundene Signalverarbeitungselektronik, insbesondere eine Auswert- und/oder Speiseelektronik, auf, die im Gehäuseinnenraum angeordnet ist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen :
Figur 1 einen Gehäusedeckel einer erfindungsgemäßen Empfangseinheit mit einem erfindungsgemäßen Radarantennenmodul schematisch in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 2 den Gehäusedeckel mit dem erfindungsgemäßen Radarantennenmodul gemäß Figur 1 schematisch im Querschnitt und Figur 3 eine erfindungsgemäße Empfangseinheit mit dem
Gehäusedeckel gem. Fig. 1 und 2 schematisch im Querschnitt .
Das erfindungsgemäße Radarantennenmodul ist in einen
Gehäusedeckel (Fig. 1 und 2) einer erfindungsgemäßen
fangseinheit (Fig. 3) integriert.
Der in Figur 1 und Figur 2 dargestellte Gehäusedeckel 5 weist einen Deckelgehäuseteil 6 aus Metall auf. Der
Deckelgehäuseteil 6 weist eine plane Außenfläche 10 auf, an welcher eine Ausnehmung in Gestalt einer flachen Vertiefung 15 vorhanden ist. Die Vertiefung 15 weist einen planen Grund 2 auf, welcher planparallel zur Außenfläche 10 des
Deckelgehäuseteils 6 verläuft.
In diese Vertiefung 15 ist eine Platine 25 mit zwei zueinander planparallelen Flachseiten 27, 28 planparallel zum Grund der Vertiefung 2 eingesetzt. Die Platine 25 weist an ihrer dem Grund 2 der Vertiefung 15 abgewandten Flachseite 27 eine als Mikrowellenantenne ausgebildete Gruppenantenne 35 (in
Fig. 2 und 3 nicht explizit gezeigt), bestehend aus einzelnen Antennenelementen 40, auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Gruppenantenne 35 in weiteren, nicht eigens in der Zeich- nung gezeigten Ausführungsbeispielen als Millimeterwellenantenne ausgebildet sein. Die Gruppenantenne 35, also sämtliche Antennenelemente 40 zusammengenommen, bildet ein Flachteil, d.h. die Gruppenantenne 35 weist zwei einander abgewandte Flachseiten auf, an welchen sich die Oberfläche der Gruppenantenne 35 jeweils flächig und plan erstreckt. Eine erste Flachseite der Gruppenantenne 35 liegt an der dem Grund 2 der Vertiefung 15 abgewandten Flachseite 27 der Platine 25 flächig an. Die zweite Flachseite der Gruppenantenne 35 verläuft planparallel zur ersten Flachseite der Gruppenantenne 35 und ist der Platine 25 abgewandt.
Die zweite Flachseite der Gruppenantenne 35 schließt im dargestellten Ausführungsbeispiel bündig mit der Außenfläche 10 des Deckelgehäuseteils 6 ab.
An der Außenfläche 10 liegt flächig und die Vertiefung 15 vollständig überdeckend eine planparallele Kunststoffplatte 50 an. Die Kunststoffplatte 50 besteht im dargestellten Aus- führungsbeispiel aus HDPE (engl.: „high-density Polyethylene" - Polyethylen (hohe Dichte) ) . In nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen besteht die Kunststoffplatte aus Teflon (gleichbedeutend: „ Polytetrafluorethylen" ) oder PEEK
( Polyetheretherketon) . Eine der Platine 25 zugewandte Flach- seite 60 der Kunststoffplatte 50 liegt zudem flächig an der zweiten Flachseite der Gruppenantenne 35 anliegend an. In einem nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispiel, welches im Übrigen dem Dargestellten entspricht, ist die Kunststoffplatte 50 mit ihrer der Platine 25 zugewandten Flachseite 60 geringfügig, d.h. 50 μιτι von der zweiten Flachseite der Gruppenantenne 35 beabstandet angeordnet. Die Gruppenantenne 35 ist dazu gegenüber der planen Außenfläche 10 des
Deckelgehäuseteils 6 in Richtung in die Vertiefung 15 hinein um eine entsprechende Distanz zurückgenommen.
Zusammenwirkend mit dem Deckelgehäuseteil 6 bildet die Kunst- stoffplatte 50 folglich eine Umhausung der Gruppenantenne 35. Der die Platine 25 überdeckende Teil der Kunststoffplatte 50 bildet ein dielektrisches Fenster der Umhausung der Gruppenantenne 35. Die Kunststoffplatte 50 ragt entlang sämtlicher flächiger Erstreckungen der Platine 25 über diese hinaus. Die Kunststoffplatte 50 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit quaderförmigem Längsschnitt längs ihrer flächigen
Erstreckungen ausgebildet. Die Kunststoffplatte 50 kann jedoch auch einen anderen Längsschnitt aufweisen.
Die Kunststoffplatte 50 ist mittels eines Dichtkragens 70, welcher sich senkrecht zur planen Außenfläche 10 des
Deckelgehäuseteils 6 von dieser fortstreckt, formschlüssig an der planen Außenfläche 10 des Deckelgehäuseteils 6 gehalten. Dazu kragt der Dichtkragen 70 an der vom Deckelgehäuseteil 6 abgewandten Flachseite 65 der Kunststoffplatte 50 von ihrem Rand 75 der vom Deckelgehäuseteil 6 abgewandten Flachseite 65 entlang dieser Flachseite 65 ein.
Der Dichtkragen 70 liegt mittels einer Dichtlippe 72 (in Fig. 3 nicht explizit dargestellt) an der Außenfläche 10 des Deckelgehäuseteils 6 dichtend an. Der Dichtkragen 70 ist mittels Gewindeschrauben (in den Figuren nicht eigens dargestellt) an dem Deckelgehäuseteil 6 befestigt.
Der Deckelgehäuseteil 6 mit Platine 25, sowie der Kunststoff- platte 50 sowie dem Dichtkragen 70, mithin der gesamte Deckel 5 wie zuvor beschrieben, bilden gemeinsam das erfindungsgemäße Radarantennenmodul .
Die erfindungsgemäße Empfangseinheit 100 umfasst einen Deckel 5 sowie einen mit dem Deckel 5 abgeschlossenen Gehäuseteil
105. Der mit dem Deckel 5 abgeschlossene Gehäuseteil 105 besteht aus Metall, im dargestellten Ausführungsbeispiel demselben Metall, aus welchem der Deckelgehäuseteil 6 besteht. Deckelgehäuseteil 6 und Gehäuseteil 105 bilden das Gehäuse der Empfangseinheit 100. Das Gehäuse der Empfangseinheit 100 umschließt einen Gehäuseinnenraum 140 mit einer Elektronik 150, welche zur Verarbeitung der Signale der Gruppenantenne 35 ausgebildet ist. Die Elektronik 150 ist ausgebildet, die Phase der von den einzelnen Antennenelementen 40 empfangenen Mikrowellen zu ermitteln und daraus die relative Lage der Empfangseinheit 100 relativ zu einer nicht eigens dargestellten Sendeeinheit zu bestimmen.
Ein weiteres, nicht eigens dargestelltes Ausführungsbeispiel bildet eine erfindungsgemäße Sendeeinheit. Die Sendeeinheit ist gleich der Empfangseinheit 100 gem. Fig. 3 aufgebaut, mit Ausnahme der Elektronik 150, welche in der erfindungsgemäßen Sendeeinheit nicht zur Auswertung der von der Gruppenantenne 35 empfangenen Mikrowellensignale ausgebildet ist; vielmehr ist die Elektronik 150 in diesem Ausführungsbeispiel zur Speisung der Gruppenantenne 35 mit geeigneten Sendesignalen ausgebildet .

Claims

Patentansprüche
1. Antennenmodul mit einer zumindest zum Teil als Flachteil ausgebildeten Antenne (35) sowie einer Umhausung (6, 50), die zumindest das Flachteil der Antenne (35) umhaust, wobei die Umhausung (6, 50) ein dielektrisches Fenster (50) mit einer inneren Flachseite (60) aufweist und das Flachteil der Antenne (35) an der inneren Flachseite (60) flächig anliegend oder gleichabständig angeordnet ist.
2. Antennenmodul nach Anspruch 1, welches ein Mikrowellenan- tennenmodul und/oder ein Millimeterwellenantennenmodul und/oder ein Radarantennenmodul ist, wobei die Antenne eine Mikrowellenantenne und/oder eine Millimeterwellenantenne und/oder eine Radarantenne ist.
3. Antennenmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Umhausung (6, 50) zusätzlich zu dem dielektrischen Fenster (50) zumindest einen weiteren Umhausungsteil (6) aufweist, welcher vorzugsweise mit, insbesondere aus, Metall gebildet ist .
4. Antennenmodul nach dem vorhergehenden Anspruch, bei welchem das dielektrische Fenster (50) eine Platte, insbesondere planparallele Platte, ist oder aufweist.
5. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem zumindest das Flachteil der Antenne (35) mit zumindest einer Gruppenantenne (35) , aufweisend zumindest zwei oder mehrere Antennenelemente (40), gebildet ist.
6. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das dielektrische Fenster (50) mit einem Kunststoff, insbesondere HDPE (Polyethylen [hohe Dichte] ) ,
Polytetrafluorethylen oder Polyetheretherketon, gebildet ist.
7. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem ein planer Träger (25) vorhanden ist, an welchem, zu- mindest das Flachteil der Antenne (35), flächig anliegt, wobei der plane Träger (25) eine Leiterplatte und/oder eine Platine ist.
8. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zumindest nach Anspruch 3, bei welchem zumindest der zumindest eine weitere Umhausungsteil (6) ein Gehäuse oder zumindest einen Teil eines Gehäuses (6, 105) einer Vorrichtung (100), insbesondere einer Sende- oder Empfangseinheit (100), bildet.
9. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zumindest nach Anspruch 3, bei welchem zumindest der zumindest eine weitere Umhausungsteil (6) einen Gehäusedeckel oder zumindest einen Teil eines Gehäusedeckels (6, 105) einer Vor- richtung (100), insbesondere einer Sende- oder Empfangseinheit (100) , bildet .
10. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zumindest nach Anspruch 3, bei welchem zumindest der zumin- dest eine weitere Umhausungsteil (6) eine Ausnehmung (15) aufweist, in welcher zumindest das Flachteil der Antenne (35) und/oder zumindest ein Teil des dielektrischen Fensters (50) befindlich ist.
11. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Fenster (50) mittels eines Dichtkragens (70) an zumindest den zumindest einen weiteren Umhausungsteil (6) angebunden ist.
12. Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das dielektrische Fenster (50) mit dem zumindest einen weiteren Umhausungsteil (6) an dessen Außenseite (10) bündig abschließt.
13. Vorrichtung, insbesondere Sende- und/oder Empfangseinrichtung, umfassend ein Gehäuse (6, 105), insbesondere aus oder mit Metall gebildetes Gehäuse, mit zumindest einem Gehäuseteil (6) mit einem Antennenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zumindest nach Anspruch 8.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei welchem das Gehäuse (6, 105) einen Gehäuseinnenraum (140) kapselt.
15. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, welche eine mit der Antenne signalverbundene Signalverarbeitungselektronik (150) aufweist, die im Gehäuseinnenraum (140) angeordnet
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