WO2024115367A1

WO2024115367A1 - Antennenvorrichtung für eine radarvorrichtung, welche wenigstens zwei antennenanordnungen aufweist, radarvorrichtung, fahrassistenzsystem, fahrzeug und verfahren zum betreiben einer radarvorrichtung

Info

Publication number: WO2024115367A1
Application number: PCT/EP2023/083128
Authority: WO
Inventors: Christian Sturm; Hamid AFRASIABI VAYGHAN; Leen Sit; Michal Mandlik; Miquel Testar Quer; Alan Jenkins
Original assignee: Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2023-11-27
Publication date: 2024-06-06
Also published as: DE102022131461A1

Abstract

Es werden eine Antennenvorrichtung (33) für Radarvorrichtung, insbesondere für eine bistatische Radarvorrichtung, insbesondere für eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, eine Radarvorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung beschrieben. Die Antennenvorrichtung (33) weist wenigstens ein Typ1-Antennenelement (Tx) eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement (Rx) eines zweiten Antennenelementtyps auf. Einer der Antennenelementtypen sind Sende-Antennenelemente (Tx) und der andere der Antennenelementtypen sind Empfangs-Antennenelemente (Rx). Die Antennenvor- richtung (33) weist wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) auf, welche identisch aufgebaut sind. Die Positionen der Antennenelemente (Rx, Tx) wenigstens einer der Antennenanordnungen (30) innerhalb der Antennenvorrichtung (33) gehen aus einer geometrischen Transformation der Positionen der entsprechenden Antennenelemente (Rx, Tx) wenigstens einer anderen der Antennenanordnungen (30) hervor. Die geomet- rische Transformation umfasst wenigstens eine Drehung (88) der Positionen der Anten- nenelemente (Rx, Tx) der wenigstens einen zweitgenannten Antennenanordnung (30) um deren gedachte Richtungsachse (86) um einen vorgegebenen Drehwinkel. Die ge- dachte Richtungsachse (86) gibt die Richtung an, in welche die Antennenanordnung (30) gerichtet ist.

Description

Beschreibung

Antennenvorrichtung für eine Radarvorrichtung, welche wenigstens zwei Antennenanordnungen aufweist, Radarvorrichtung, Fahrassistenzsystem, Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Antennenvorrichtung für eine Radarvorrichtung, insbesondere für eine bistatische Radarvorrichtung, insbesondere für eine Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, mit wenigstens einer Antennenanordnung, welche wenigstens ein Typ1 - Antennenelement eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2- Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende-Antennenelemente sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs-Antennenelemente sind.

Ferner betrifft die Erfindung ein Radarvorrichtung, insbesondere Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, mit wenigstens einer Antennenvorrichtung, die wenigstens eine Antennenanordnung umfasst, welche wenigstens ein Typ1 -Antennenelement eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende- Antennenelemente sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs- Antennenelemente sind.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit wenigstens einer Radarvorrichtung, insbesondere einer bistatischen Radarvorrichtung, welche wenigstens eine Antennenvorrichtung umfasst, die wenigstens eine Antennenanordnung für die wenigstens eine Radarvorrichtung aufweist, wobei die wenigstens eine Antennenanordnung wenigstens ein Typ1 -Antennenelement eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende-Antennenelemente sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs-Antennenelemente sind.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einer Radarvorrichtung, insbesondere einer bistatischen Radarvorrichtung, welche wenigstens eine Antennenvorrichtung umfasst, die wenigstens eine Antennenanordnung für die wenigstens eine Radarvorrichtung aufweist, wobei die wenigstens eine Antennenanordnung wenigstens ein Typ1 -Antennenelement eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende-Antennenelemente sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs-Antennenelemente sind.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung, insbesondere einer Radarvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere einer bistatischen Radarvorrichtung, mit wenigstens einer Antennenvorrichtung, die wenigstens eine Antennenanordnung umfasst, welche wenigstens ein Typ1 -Antennenelemente eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei bei dem Verfahren mit den Antennenelementen eines der Antennenelementtypen Radarsignale gesendet und mit den Antennenelementen des anderen Antennenelementtyps Echosignale, welche von den gesendeten Radarsignalen stammen, empfangen werden.

Stand der Technik

Aus der US 2021/0184367 A1 ist ein Radargerät mit einer Anordnung von Sendeantennen und Empfangsantennen bekannt. Die Anzahl der Sendeantennen ist 4 und die Anzahl der Empfangsantennen ist 4. Die Sendeantennen Tx #1 und Tx #2 bilden eine erste Antennengruppe von Sendeantennen, die in vertikaler Position identisch und in horizontaler Position unterschiedlich sind. Die Sendeantennen Tx #3 und Tx #4 bilden eine zweite Antennengruppe, die in einer Position angeordnet ist, die sich sowohl von der horizontalen als auch von der vertikalen Position, in der sich die erste Antennengruppe befindet, unterscheidet. Die Empfangsantennen Rx #1 bis Rx #3 bilden eine dritte Antennengruppe von Empfangsantennen, die in der vertikalen Position identisch und in der horizontalen Position unterschiedlich sind. Die Empfangsantenne Rx #4 ist eine vierte Antenne, die in einer Position angeordnet ist, die sich sowohl von der horizontalen als auch von der vertikalen Position, in der die dritte Antennengruppe angeordnet ist, unterscheidet. Außerdem ist die vertikale Position der vierten Antenne (Rx #4) eine Position, die von der vertikalen Position der dritten Antennengruppe (Rx #1 bis Rx #3) beabstandet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antennenvorrichtung, eine Radarvorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren der eingangs ge- nannten Art zu gestalten, bei denen bei Richtungsmessungen mit dem Radarsystem die Auflösung der Richtung vergrößert werden kann.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Antennenanordnung dadurch gelöst, dass die Antennenvorrichtung wenigstens zwei Antennenanordnungen aufweist, welche identisch aufgebaut sind, wobei die Positionen der Antennenelemente wenigstens einer der Antennenanordnungen innerhalb der Antennenvorrichtung aus einer geometrischen Transformation der Positionen der entsprechenden Antennenelemente wenigstens einer anderen der Antennenanordnungen hervorgehen, wobei die geometrische Transformation wenigstens eine Drehung der Positionen der Antennenelemente der wenigstens einen zweitgenannten Antennenanordnung um deren gedachte Richtungsachse um einen vorgegebenen Drehwinkel umfasst, wobei die gedachte Richtungsachse die Richtung angibt, in welche die Antennenanordnung gerichtet ist.

Erfindungsgemäß weist die Antennenvorrichtung wenigstens zwei identisch aufgebaute Antennenanordnungen auf. Die Positionen der Antennenelemente wenigstens einer der Antennenanordnungen innerhalb der Antennenvorrichtung gehen aus einer geometrischen Transformation der Positionen der entsprechenden Antennenelemente wenigstens einer anderen der Antennenanordnungen hervor. Die geometrische Transformation umfasst wenigstens eine Drehung der Positionen der Antennenelemente der zweitgenannten Antennenanordnung um deren gedachte Richtungsachse um einen vorgegebenen Drehwinkel. Die Drehung der Positionen der Antennenelemente wird durch eine Drehung der gesamten Antennenanordnung erreicht. Die wenigstens eine zweitgenannte Antennenanordnung ist also um ihre gedachte Richtungsachse relativ zu der wenigstens einen erstgenannten Antennenanordnung gedreht.

Die geometrische Transformation kann zusätzlich zu der Drehung wenigstens eine Kip- pung und/oder wenigstens eine Verschiebung der Positionen der Antennenelemente der zweitgenannten Antennenanordnung umfassen. Eine Kippung und/oder Verschiebung der Position der Antennenelemente kann durch die Kippung und/oder Verschiebung der gesamten Antennenanordnung erreicht werden. Auf diese Weise können die wenigstens zwei Antennenanordnungen in unterschiedliche Richtungen gerichtet und/oder zueinander beabstandet sein. Die Positionen der Antennenelemente der wenigstens einen Antennenanordnung können aus den Positionen der entsprechenden Antennenelemente der anderen Antennenanordnung mittels einer Drehung um die Richtungsachse und einer weiteren Transformation, insbesondere einer Verschiebung und/oder Kippung der Richtungsachse, der wenigstens einen zweitgenannten Antennenanordnung hervorgehen.

Die Richtungsachse eine Antennenanordnung definiert die Richtung, in die Antennenelemente der Antennenanordnung gerichtet sind, also in die die Sende- Antennenelemente Radarsignale senden können und aus der die Empfangs- Antennenelemente Radarsignale und Echosignale empfangen kann.

Die Bezeichnungen „erster“ und „zweite“ bei den Antennenelementtypen dienen lediglich der einfacheren Unterscheidung und bedeutet nicht, dass einer der Antennenelementtypen priorisiert wird. Entsprechend dienen die Zusätze „Typ 1“ und „Typ 2“ lediglich der einfacheren Unterscheidung der zwei Antennenelementtypen. Bei den Typ1 - Antennenelementen kann es sich um Sende-Antennenelemente und bei den Typ2- Antennenelementen um Empfangs-Antennenelemente handeln oder umgekehrt.

Die Antennenvorrichtung ist vorgesehen für eine Radarvorrichtung. Mit den Antennenanordnungen der Antennenvorrichtung können Radarsignale gesendet und Radarsignale beziehungsweise Echosignale empfangen werden. Die empfangenen Radarsignale, insbesondere die von den Radarsignalen hervorgehenden Echosignale, können in entsprechende Empfangssignale, insbesondere elektrische Empfangssignale, umgewandelt werden. Die Empfangssignale können mit entsprechenden Mitteln, insbesondere einer Steuer- und Auswerteeinrichtung, weiterverarbeitet werden.

Vorteilhafterweise kann die Antennenvorrichtung für die Verwendung bei einer bistatischen Radarvorrichtung ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise kann die Antennenvorrichtung für die bistatische Radarvorrichtung zwei Antennenanordnungen aufweisen. Dabei kann jede Antennenanordnung die eigenen Radarsignale, respektive die von eigenen Radarsignalen stammenden Echosignale, und die Radarsignale beziehungsweise Echosignale der anderen Antennenanordnung empfangen. Auf diese Weise können mehr Informationen über einen mit der Radarvorrichtung erfassten Überwachungsbe- reich, insbesondere die Umgebung eines Fahrzeugs, gewonnen werden.

Die Radarvorrichtung kann bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann das Radarsystem bei Landfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, Motorrädern oder dergleichen, Luftfahrzeugen, insbesondere Drohnen, und/oder Wasserfahrzeugen verwendet werden. Die Radarvorrichtung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können.

Die Radarvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs autonom oder teilautonom ausgeführt werden.

Die Radarvorrichtung kann zur Erfassung von stehenden oder bewegten Objekten, insbesondere Fahrzeugen, Personen, Tieren, Pflanzen, Hindernissen, Fahrbahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöchern oder Steinen, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräumen, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, und/oder von Bewegungen und/oder Gesten eingesetzt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können die jeweilige Richtungsachsen der wenigstens zwei Antennenanordnungen parallel verlaufen und/oder die jeweiligen Richtungsachsen senkrecht zu einer Ebene verlaufen, in der die Antennenelemente der Antennenanordnungen angeordnet sind. Auf diese Weise können die wenigstens zwei Antennenanordnungen, insbesondere die Antennenelemente der wenigstens zwei Antennenanordnungen, in dieselbe Richtung ausgerichtet sein.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der vorgegebene Drehwinkel 180° betragen und/oder die geometrische Transformation wenigstens eine Verschiebung der Richtungsachse der wenigstens einen Antennenanordnung um einen vorgegebenen Abstand umfassen und/oder die wenigstens zwei Antennenanordnungen in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sein.

Vorteilhafterweise kann der vorgegebene Drehwinkel 180° betragen. Auf diese Weise können in einem mittleren Teil eines virtuellen Arrays, welches durch die geometrische Faltung der Positionen der Phasenzentren der Typ1 -Antennenelemente und der Typ2- Antennenelemente der wenigstens zwei Antennenanordnungen erzeugt wird, zusätzliche virtuelle Antennenelemente realisiert werden.

Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich die geometrische Transformation eine Verschiebung der Richtungsachse der wenigstens einen Antennenanordnung um einen vorgegebenen Abstand umfassen. Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich die wenigstens eine gedrehte Anordnung in einem vorgegebenen Abstand zu der wenigstens einen anderen Antennenanordnung angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein entsprechend größeres virtuelles Array durch geometrische Faltung der Positionen der Phasenzentren der Typ1 -Antennenelemente und Typ2-Antennenelement realisiert werden. Je größer der Abstand ist, umso größer ist das virtuelle Array. Die Größe des virtuellen Arrays definiert die Apertur. Somit kann durch Vergrößerung des Abstandes die Apertur vergrößert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die wenigstens zwei Antennenanordnungen jeweils vier Typ1 -Antennenelemente aufweisen, die in einer Ebene an den Ecken eines gedachten ebenen Rechtecks angeordnet sind, wobei sich zwei der Seiten des Rechtecks parallel zu einer gedachten ersten Anordnungsachse erstrecken und Typ1 -Antennenelement-Hauptachsen bilden und sich die zwei anderen Seiten des Rechtecks parallel zu einer gedachten zweiten Anordnungsachse, welche senkrecht zur ersten Anordnungsachse verläuft, erstrecken und Typ1 -Antennenelement-Querachsen bilden, und die wenigstens zwei Antennenanordnungen jeweils wenigstens zwei Typ2- Antennenelemente aufweisen, die auf unterschiedlichen gedachten Typ2- Antennenelement-Hauptachsen angeordnet sind, welche sich parallel beabstandet zueinander und parallel zu einer der Anordnungsachsen erstrecken. Erfindungsgemäß sind vier Typ1 -Antennenelemente des ersten Antennenelementtyps an den vier Ecken eines Rechtecks angeordnet. Die Seiten des Rechtecks erstrecken sich parallel zu zwei zueinander senkrecht verlaufenden Anordnungsachsen. Wenigstens zwei Typ2-Antennenelemente sind auf Typ2-Antennenelement-Hauptachsen angeordnet, welche sich parallel zu einer der Anordnungsachsen erstrecken.

Durch die rechteckige Anordnung der Typ1 -Antennenelemente kann beim Betreiben des Radarsystems nach einem MIMO-Verfahren ein virtuelles Antennenarray mit einer im Vergleich zu der Antennenanordnung vergrößerten Apertur in zwei Dimensionen, insbesondere in Azimut und Elevation, realisiert werden. So können in beiden Dimensionen höhere Auflösungen bei Richtungsmessungen erzielt werden. So kann insgesamt die Genauigkeit bei der Ermittlung von Richtungen, in denen sich erfasste Objekte befinden, verbessert werden.

Die Richtungsauflösung, insbesondere die Winkelauflösung, der Radarvorrichtung hängt direkt von der Größe der Apertur des virtuellen Antennenarrays ab. So kann insgesamt mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Antennenelementen in beiden Dimensionen, insbesondere in Azimut und Elevation, eine größere Apertur realisiert werden.

Ein Rechteck im Sinne der Erfindung kann sowohl gleiche als auch unterschiedliche Seitenlängen aufweisen. Demnach kann das Rechteck auch quadratisch sein.

„Parallel“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die entsprechenden Achsen auch zusammenfallen können, also die Achsen parallel oder echt parallel sein können.

Die Bezeichnungen „Hauptachsen“ und „Querachsen“ dienen lediglich der einfacheren Unterscheidung und bedeuten nicht, dass eine der Achsen, insbesondere die Hauptachse, gegenüber der anderen Achse, insbesondere der Querachse, priorisiert wird. Entsprechend dienen die Zusätze „Typ1“ und „Typ2“ auch hier lediglich der einfacheren Zuordnung der Achsen zu den entsprechenden Antennenelementtypen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei der Typ2- Antennenelemente auf unterschiedlichen gedachten Typ2-Antennenelement- Querachsen angeordnet sein, welche sich parallel zueinander, beabstandet und senkrecht zu den Typ2-Antennenelement-Hauptachsen erstrecken. Auf diese Weise können die Typ2-Antennenelemente in zwei Dimensionen, nämlich in Richtung der Typ2- Antennenelement-Hauptachsen und in Richtung der Typ2-Antennenelement- Querachsen, jeweils beabstandet sein. Auf diese Weise können in dem virtuellen Antennenarray sogenannte Sparse-Arrays realisiert werden. Es entstehen also Lücken im virtuellen Antennenarray. Dadurch kann ein deutlich größeres virtuelles Antennenarray realisiert werden, welches in zwei Dimensionen, insbesondere in Azimut und Elevation, eine deutlich größere Apertur aufweist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen wenigstens drei zueinander beab- standete Typ2-Antennenelement-Querachsen und wenigstens drei Typ2- Antennenelemente aufweisen, wobei wenigstens drei der Typ2-Antennenelemente auf unterschiedlichen Typ2-Antennenelement-Querachsen angeordnet sind, und/oder jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen wenigstens drei Typ2- Antennenelemente aufweisen, wobei auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement- Hauptachsen lediglich eines der Typ2-Antennenelemente angeordnet ist und/oder auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement-Hauptachsen wenigstens zwei der Typ2- Antennenelemente angeordnet sind, insbesondere kann wenigstens eine der Typ2- Antennenelement-Querachsen mit einem der Typ2-Antennenelemente, welches alleine auf einer Typ2-Antennenelement-Hauptachse angeordnet ist, nicht zwischen zwei anderen Typ2-Antennenelement-Querachsen liegen, und/oder jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen wenigstens vier Typ2- Antennenelemente aufweisen, wobei auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement- Hauptachsen lediglich eines der Typ2-Antennenelemente angeordnet ist und/oder auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement-Hauptachsen wenigstens zwei der Typ2- Antennenelemente angeordnet sind, und ein Abstand wenigstens einer Typ2- Antennenelement-Querachse, auf der sich ein Typ2-Antennenelement befindet, welches alleine auf der entsprechenden Typ2-Antennenelement-Hauptachse angeordnet ist, zu wenigstens einer benachbarten Typ2-Antennenelement-Querachse höchstens so groß sein, wie die anderen Abstände zwischen jeweils benachbarten Typ2- Antennenelement-Querachsen und/oder jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen genau vier Typ2-Antennenelemente aufweisen. Auf diese Weise kann insgesamt die Apertur des virtuellen Antennenarrays in Richtung der Typ2-Antennenelement-Hauptachsen vergrößert werden.

Vorteilhafterweise kann auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement-Hauptachsen lediglich eines der Typ2-Antennenelemente angeordnet sein und/oder auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement-Hauptachsen wenigstens zwei der Typ2- Antennenelemente angeordnet sein. Auf diese Weise kann in Kombination mit der rechteckigen Anordnung der Typ1 -Antennenelemente eine größere Ausdehnung des virtuellen Antennenarrays erreicht werden.

Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich wenigstens eine der Typ2- Antennenelement-Querachsen mit einem der Typ2-Antennenelemente, welches alleine auf einer Typ2-Antennenelement-Hauptachse angeordnet ist, nicht zwischen zwei anderen Typ2-Antennenelement-Querachsen liegen. Auf diese Weise kann insgesamt eine L-förmige, U-förmige oder S-förmige Anordnung der Typ2-Antennenelemente realisiert werden.

Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich ein Abstand wenigstens einer Typ2- Antennenelement-Querachse, auf der sich ein Typ2-Antennenelement befindet, welches alleine auf der Typ2-Antennenelement-Hauptachse angeordnet ist, zu wenigstens einer benachbarten Typ2-Antennenelement-Querachse höchstens so groß sein, wie die anderen Abstände zwischen jeweils benachbarten Typ2-Antennenelement-Querachsen. Auf diese Weise kann eine Lücke, welche durch den Versatz des einzelnen Antennenelements, bezogen auf die anderen Antennenelemente, entsteht, kleiner gehalten werden. So kann insgesamt eine gleichmäßigere Verteilung der virtuellen Antennenelemente erreicht werden.

Vorteilhafterweise kann alternativ oder zusätzlich jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen genau vier Typ2-Antennenelemente aufweisen. Auf diese Weise können von beiden Antennenelementtypen jeweils genau vier Antennenelemente realisiert werden. So kann eine entsprechend große Anzahl von virtuellen Antennenelementen im virtuellen Antennenarray realisiert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können sich bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen die Typ2-Antennenelement- Achsen, insbesondere die Typ2-Antennenelement-Hauptachsen und die Typ2- Antennenelement-Querachsen, in einer gemeinsamen gedachten Ebene erstrecken und/oder sich bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen die Typ2-Antennenelement- Achsen, insbesondere die Typ2-Antennenelement-Hauptachsen und die Typ2- Antennenelement-Querachsen, parallel zu einer Ebene erstrecken, welche durch die Typ1 -Antennenelement-Hauptachsen und die Typ1 -Antennenelement-Querachsen aufgespannt wird, und/oder bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen die Typ1 -Antennenelemente und die Typ2-Antennenelemente auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere einer gemeinsamen Trägerplatte, angeordnet sein und/oder sich alle Typ1 -Antennenelement-Achsen und Typ2-Antennenelement-Achsen der Antennenanordnungen der Antennenvorrichtung in einer gemeinsamen gedachten Ebene erstrecken. Auf diese Weise können die Antennenanordnungen einfacher hergestellt, montiert und ausgerichtet werden.

Vorteilhafterweise können sich bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen alle Typ2-Antennenelement-Achsen in einer gedachten Ebene erstrecken. Auf diese Weise können die Antennenanordnungen einfacher realisiert und ausgerichtet werden.

Vorteilhafterweise können sich alternativ oder zusätzlich bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen die Typ2-Antennenelement-Achsen parallel zu einer Ebene erstrecken, welche durch die Typ1 -Antennenelement-Achsen, insbesondere die Typ1 - Antennenelement-Hauptachsen und die Typ2-Antennenelement-Hauptachsen, aufgespannt wird. Auf diese Weise kann die Ausrichtung der Typ1 -Antennenelemente und die Anordnung der Typ2-Antennenelemente vereinfacht werden.

Vorteilhafterweise können alternativ oder zusätzlich bei jeder der wenigstens zwei An- tennenanordnungen die Typ1 -Antennenelemente und Typ2-Antennenelemente auf einen gemeinsamen Träger angeordnet sein. Auf diese Weise können die Antennenanordnungen noch einfacher hergestellt werden.

Vorteilhafterweise können bei jeder wenigstens zwei Antennenanordnungen die Typ1 - Antennenelemente und die Typ2-Antennenelemente auf einer gemeinsamen Trägerplatte, insbesondere einer Leiterplatte, realisiert sein. Auf diese Weise können alle Antennenelemente einfach in einer Ebene realisiert werden. Bei der Verwendung einer Leiterplatte können insbesondere elektrische Verbindungen zu den Antennenelementen einfacher realisiert werden.

Vorteilhafterweise können sich alternativ oder zusätzlich alle Typ1 -Antennenelement- Achsen und Typ2-Antennenelemente Achsen der Antennenanordnungen der Antennenvorrichtungen einer gemeinsamen gedachten Ebene erstrecken. Auf diese Weise kann die Antennenvorrichtung in der Dimension senkrecht zu der gemeinsam Ebene platzsparend realisiert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen die Phasenzentren wenigstens eines Teils der Antennenelemente, insbesondere die Phasenzentren aller Antennenelemente, auf den entsprechenden Antennenelement-Achsen, insbesondere den Antennenelement-Hauptachsen und/oder den Antennenelement-Querachsen, angeordnet sein. Auf diese Weise können die Positionen der Antennenelemente in der Antennenanordnung genauer definiert werden.

Vorteilhafterweise können die Phasenzentrum wenigstens eines Teils der Antennenelemente einer Antennenanordnung auf Schnittpunkten von Antennenelement- Hauptachsen mit den Antennenelement-Querachsen liegen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen ein jeweiliger Abstand zwischen benachbarten Antennenelement-Achsen für denselben Antennenelementtyp, insbesondere ein jeweiliger Abstand zwischen benachbarten Antennenelement-Hauptachsen und/oder ein jeweiliger Abstand zwischen benachbarten Antennenelement-Querachsen für denselben Antennene- lementtyp, ein ganzzahliges Vielfaches eines vorgegebenen Basisabstands sein, wobei der Basisabstand der halben Wellenlänge von mit dem Radarsystem gesendeten Radarsignalen entspricht. Auf diese Weise können besonders kompakte Anordnungen realisiert werden. Durch die Vorgabe des Basisabstand als halbe Wellenlänge der Radarsignale können Mehrdeutigkeiten und Nebenkeulen (Sidelobes) verringert werden. Ferner können auf der Senderseite eindeutig gerichtete Radarsignale realisiert werden. Außerdem können eindeutige Winkelmessungen durchgeführt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen eine Ausdehnung eines Sende- Antennenelementfeldes, welches aus den Antennenelementen des Typs Sende- Antennenelement besteht, in Richtung der ersten Anordnungsachse größer sein als eine Ausdehnung eines Empfangs-Antennenelementfeldes, welches aus den Antennenelementen des Typs Empfangs-Antennenelement besteht, in Richtung der ersten Anordnungsachse und eine Ausdehnung des Sende-Antennenelementfeldes in Richtung der zweiten Anordnungsachse größer sein als eine Ausdehnung des Empfangs- Antennenelementfeldes in Richtung der zweiten Anordnungsachse.

Vorteilhafterweise kann bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen die Ausdehnung des Sende-Antennenelementfeldes in Richtung beider Anordnungsachsen größer sein als die entsprechende Ausdehnung des Empfangs-Antennenelementfeldes. Auf diese Weise passt das Empfangs-Antennenelementfeld gewissermaßen in das Sende-Antennenelementfeld hinein. Dadurch, dass das Empfangs- Antennenelementfeld kleiner ist als das Sende-Antennenelementfeld, können Mehrdeutigkeiten und Nebenkeulen (Sidelobes) minimiert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die wenigstens zwei Antennenanordnungen für die Verwendung des Radarsystems nach einem MIMO-Verfahren ausgestaltet sein und/oder die Typ1 -Antennenelemente der wenigstens zwei Antennenanordnungen jeweils separat angesteuert und/oder ausgelesen werden und die Typ2-Antennenelemente der wenigstens zwei Antennenanordnungen jeweils separat angesteuert und/oder ausgelesen werden. Vorteilhafterweise können die wenigstens zwei Antennenanordnungen für das Betreiben der Radarvorrichtung nach einem MIMO-Verfahren ausgestaltet sein. Die Radarvorrichtung kann als sogenannte Ml MO- Radarvorrichtung realisiert sein. Bei einem MIMO-Verfahren (Multiple In-/Multiple Out-Verfahren) können mit allen Antennenelementen des Typs Sende-Antennenelemente unterschiedlich codierte Radarsignale ausgesendet werden. Auf diese Weise können die Radarsignale auf der Empfängerseite den mit den Antennenelementen des Typs Empfangs-Antennenelemente empfangenen Echosignalen entsprechend zugeordnet werden. Bei einem reinen MIMO-Verfahren kann so die Apertur des aus der Antennenvorrichtung realisierten virtuellen Antennenarrays entsprechend vergrößert werden.

Vorteilhafterweise können die Antennenelemente jeweils separat angesteuert und/oder ausgelesen werden. Auf diese Weise kann die Anzahl der Antennenelemente effizient genutzt werden. Dabei können Sende-Antennenelemente separat angesteuert werden. Empfangs-Antennenelement können separat ausgelesen werden. So kann auch mit einer verhältnismäßig kleinen Anzahl von Antennenelementen ein virtuelles Antennenarray mit einer entsprechend großen Anzahl von virtuellen Antennenelementen realisiert werden.

Ferner wird die Aufgabe bei der Radarvorrichtung dadurch gelöst, dass die Radarvorrichtung wenigstens eine erfindungsgemäße Antennenvorrichtung aufweist.

Die Radarvorrichtung weist wenigstens eine Antennenvorrichtung auf, die wenigstens zwei Antennenanordnungen umfasst, welche jeweils wenigstens ein Typ1 - Antennenelement eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2- Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps aufweisen. Einer der Antennenelementtypen sind Sende-Antennenelemente und der andere der Antennenelementtypen sind Empfangs-Antennenelemente.

Erfindungsgemäß weist die wenigstens eine Antennenvorrichtung wenigstens zwei Antennenanordnungen auf, welche identisch aufgebaut sind. Die Positionen der Antennenelemente wenigstens einer der Antennenanordnungen innerhalb der Antennenvorrichtung geht aus einer geometrischen Transformation der Positionen der entsprechen- den Antennenelemente wenigstens einer anderen der Antennenanordnungen hervor. Die geometrische Transformation umfasst wenigstens eine Drehung der Positionen der Antennenelemente der wenigstens einen zweitgenannten Antennenanordnung um deren gedachte Richtungsachse um einen vorgegebenen Drehwinkel. Die gedachte Richtungsachse gibt die Richtung an, in welche die Antennenanordnung gerichtet ist.

Vorteilhafterweise können bei den wenigstens zwei Antennenanordnungen jeweils die Typ1 -Antennenelemente in einer Ebene an den Ecken eines gedachten, ebenen Rechtecks angeordnet sein. Zwei der Seiten des Rechtecks können sich parallel zu einer gedachten ersten Anordnungsachse erstrecken und können Typ1 - Antennenelement-Hauptachsen. bilden Die zwei anderen Seiten des Rechtecks können sich parallel zu einer gedachten zweiten Anordnungsachse erstrecken, welche senkrecht zur ersten Anordnungsachse verläuft, und können Typ1 -Antennenelement- Querachsen bilden. Wenigstens zwei der Typ2-Antennenelemente können auf unterschiedlichen, gedachten Typ2-Antennenelement-Hauptachsen angeordnet sein, welche sich parallel beabstandet zueinander und parallel zu einer der Anordnungsachsen erstrecken.

Vorteilhafterweise kann die Radarvorrichtung Mittel aufweisen, mit welchen die Radarvorrichtung nach einem MIMO-Verfahren betrieben werden kann. Auf diese Weise kann eine Auflösung, insbesondere Winkelauflösung, bei der Bestimmung einer Richtung von erfassten Objekt verbessert werden.

Vorteilhafterweise kann die Radarvorrichtung eine bistatische Radarvorrichtung streicht es sein. Auf diese Weise können mit der Radarvorrichtung mehr Informationen über einen Überwachungsbereich ermittelt werden.

Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrerassistenzsystem dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Radarvorrichtung wenigstens eine erfindungsgemäße Antennenvorrichtung aufweist.

Die wenigstens eine Radarvorrichtung umfasst wenigstens eine Antennenvorrichtung, die wenigstens eine Antennenanordnung aufweist. Die wenigstens eine Antennenanordnung weist wenigstens ein Typ1 -Antennenelement eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps auf. Einer der Antennenelementtypen sind Sende-Antennenelemente und der andere der Antennenelementtypen sind Empfangs-Antennenelemente.

Mit einer Radarvorrichtung kann wenigstens ein Überwachungsbereich in der Umgebung des Fahrzeugs auf Objekte hin überwacht werden.

Mit dem Fahrerassistenzsystem kann das Fahrzeug insbesondere auf Basis der mit der wenigstens einen Radarvorrichtung gewonnenen Informationen, insbesondere auf Basis von Informationen über mit der wenigstens einen Radarvorrichtung erfasste Objekte, autonom oder teilautonom betrieben werden.

Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Radarvorrichtung wenigstens eine erfindungsgemäße Antennenvorrichtung aufweist.

Das Fahrzeug umfasst wenigstens eine Radarvorrichtung mit wenigstens einer Antennenvorrichtung. Die wenigstens eine Antennenvorrichtung weist wenigstens ein Typ1 - Antennenelement eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2- Antennenelement eines zweiten Antennenelementtyps. Einer der Antennenelementtypen sind Sende-Antennenelemente und der andere der Antennenelementtypen sind Empfangs-Antennenelemente.

Mit der wenigstens einen Radarvorrichtung kann wenigstens ein Überwachungsbereich in der Umgebung des Fahrzeugs auf Objekte hin überwacht werden.

Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug wenigstens eine bistatische Radarvorrichtung mit zwei Radarsystemen aufweisen. Jedem Radarsystem kann eine der Antennenanordnungen der Antennenvorrichtung zugeordnet sein. Auf diese Weise können mit jedem Radarsystem die eigenen und die von der jeweils anderen Antennenanordnung gesendeten Radarsignale beziehungsweise die entsprechenden Echosignale empfangen werden. So können mehr Informationen über einen mit der Radarvorrichtung erfassten Überwachungsbereich ermittelt werden. Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug wenigstens ein Fahrerassistenzsystem, insbesondere wenigstens ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem, aufweisen. Mit dem Fahrerassistenzsystem kann das Fahrzeug autonom oder teilautonom betrieben werden.

Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Radarvorrichtung, insbesondere wenigstens eine erfindungsgemäße Radarvorrichtung, mit einem Fahrerassistenzsystem, insbesondere wenigstens einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem, verbunden o- der Teil eines solchen sein. Auf diese Weise können mit der wenigstens einen Radarvorrichtung gewonnene Informationen, insbesondere Informationen über erfasste Objekte, von dem Fahrerassistenzsystem zum autonomen oder teilautonomen Betrieb des Fahrzeugs verwendet werden.

Schließlich wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass die Radarsignale mit einer erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung gesendet und die Echosignale mit der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung empfangen werden.

Vorteilhafterweise kann die Radarvorrichtung nach einem bistatischen Verfahren betrieben werden. Auf diese Weise können mehr Informationen über die Umgebung erfasst werden. Bei den bistatischen Verfahren kann jede Antennenanordnung die eigenen Radarsignale, respektive die von eigenen Radarsignalen stammenden Echosignale, und die Radarsignale beziehungsweise Echosignale der anderen Antennenanordnung empfangen.

Vorteilhafterweise kann die Radarvorrichtung nach einem MIMO-Verfahren betrieben werden. Auf diese Weise können Richtungen von mit der Radarvorrichtung erfassten Objekten genauer ermittelt werden.

Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Antennenvorrichtung, dem erfindungsgemäßen Radarvorrichtung, dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch

Figur 1 ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, welches eine Radarvorrichtung aufweist, in der Draufsicht;

Figur 2 das Fahrzeug aus der Figur 1 in der Seitenansicht;

Figur 3 eine Funktionsdarstellung des Fahrassistenzsystems aus der Figur 1 , wobei die Radarvorrichtung zwei Radarsysteme mit einer Antennenvorrichtung umfasst, welche zwei Antennenanordnungen für die Radarsysteme aufweist;

Figur 4 eine Vorderansicht einer Antennenvorrichtung für die Radarvorrichtung aus den Figuren 1 bis 3 mit zwei Antennenanordnungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Figur 5 eine Vorderansicht einer Antennenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Antennenvorrichtung für die Radarvorrichtung aus den Figuren 1 bis 3;

Figur 6 eine Vorderansicht einer Antennenvorrichtung für die Radarvorrichtung aus den Figuren 1 bis 3, mit zwei Antennenanordnungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 5 und einem aus der Antennenvorrichtung realisierten virtuellen Antennenarray;

Figur 7 eine Vorderansicht einer Antennenanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für die Antennenvorrichtung für die Radarvorrichtung aus den Figuren 1 bis 3;

Figur 8 eine Vorderansicht einer Antennenanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel für die Antennenvorrichtung für die Radarvorrichtung aus den Figuren 1 bis 3. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Ausführungsform(en) der Erfindung

In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Draufsicht gezeigt. Figur 2 zeigt das Fahrzeug 10 in einer Seitenansicht.

Das Fahrzeug 10 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 12. Das Fahrerassistenzsystem 12 weist beispielhaft eine Radarvorrichtung 13 und eine Steuereinrichtung 16 auf. In der Figur 3 ist das Fahrerassistenzsystem 12 mit der Radarvorrichtung 13 als Funktionsschaubild gezeigt.

Die Radarvorrichtung 13 ist beispielhaft an der vorderen Seite des Fahrzeugs 10 angeordnet. Mit der Radarvorrichtung 13 kann ein Überwachungsbereich 18 vor dem Fahrzeug 10 auf Objekte 20 hin überwacht werden. In den Figuren 1 und 2 ist beispielhaft ein Objekt 20 vor dem Fahrzeug 10 angeordnet, welches mit der Radarvorrichtung 13 erfasst werden kann. Die Radarvorrichtung 13 kann auch an anderer Stelle des Fahrzeugs 10, auch anders ausgerichtet angeordnet sein. Es können auch mehrere Radarvorrichtung 13 an unterschiedlichen Stellen und mit unterschiedlichen Ausrichtungen vorgesehen sein.

Mit der Radarvorrichtung 13 können Objektinformationen, beispielsweise Entfernungen D, Richtungen, beispielhaft Azimut 0 und Elevationswinkel <t>, und Geschwindigkeiten von erfassten Objekten 20 relativ zu dem Fahrzeug 10, ermittelt werden.

Die Radarvorrichtung 13 ist funktional mit der Steuereinrichtung 16 des Fahrassistenzsystems 12 verbunden. Mit der Radarvorrichtung 13 ermittelte Objektinformationen können so an die Steuereinrichtung 16 übermittelt werden. Mit dem Fahrerassistenzsystem 12 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilautonom betrieben werden.

Der einfacheren Orientierung wegen sind in den Figuren 1 bis 8 die entsprechenden Koordinaten eines kartesischen x-y-z-Koordinatensystems angedeutet. Die x-Achse des x-y-z-Koordinatensystems verläuft beispielhaft parallel zur Fahrzeuglängsachse 22 des Fahrzeugs 10. Die y-Achse verläuft parallel zu einer Fahrzeugquerachse 24 des Fahr- zeugs 10 und die z-Achse verläuft senkrecht zur x-y-Ebene nach räumlich oben.

Mit der Radarvorrichtung 13 können Radarsignale 26 in den Überwachungsbereich 18 gesendet werden. An Objekten 20 in Richtung der Radarvorrichtung 13 reflektierte Radarsignale 26 können als Echosignale 28 von der Radarvorrichtung 13 empfangen werden. Aus den Echosignalen 28 können die entsprechenden Objektinformationen ermittelt werden.

Die Radarvorrichtung 13 umfasst zwei Radarsysteme 14. Jedes der Radarsysteme 14 umfasst eine Antennenanordnung 30 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 32. Die zwei Antennenanordnungen 30 sind zu einer gemeinsamen Antennenvorrichtung 33 kombiniert. Beispielsweise sind die zwei Antennenanordnungen 30 auf einem gemeinsamen Träger fixiert.

Die Antennenvorrichtung 33 mit zwei Antennenanordnungen 30 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist in der Figur 4 in einer Vorderansicht, von dem Überwachungsbereich 18 aus betrachtet, dargestellt.

Die Antennenvorrichtung 33 umfasst zwei Antennenelementtypen, nämlich Sende- Antennenelemente Tx und Empfangs-Antennenelemente Rx. Mit den Sende- Antennenelemente Tx können Radarsignale 26 gesendet werden. Mit den Empfangs- Antennenelementen Rx können Echosignale 28 empfangen werden.

Die beiden Antennenanordnungen 30 der Antennenvorrichtung 33 sind identisch aufgebaut. Innerhalb der Antennenvorrichtung 33 sind die beiden Antennenanordnungen 30, wie weiter unten noch näher erläutert wird, relativ zueinander um 180° gedreht und zueinander Richtung der y-Achse verschoben.

Jede der Antennenanordnungen 30 weist vier Sende-Antennenelemente Tx und vier Empfangs-Antennenelemente Rx auf. Die Sende-Antennenelemente Tx und die Empfangs-Antennenelemente Rx einer jeden Antennenanordnung 30 sind auf einem gemeinsamen Träger in Form einer Trägerplatte 34 angeordnet. Die Antennenvorrichtung 33 verfügt also über zwei Trägerplatten 34. Die beiden Trägerplatten 34 können hier nicht weiter interessierender Weise an einem gemeinsamen Träger befestigt sein. Mit den Steuer- und Auswerteeinrichtungen 32 können die Sende-Antennenelemente Tx der jeweiligen Antennenanordnung 30 zur Aussendung von Radarsignalen 26 angesteuert werden. Außerdem können mit den Steuer- und Auswerteeinrichtungen 32 die mit den Empfangs-Antennenelementen Rx der jeweiligen Antennenanordnung 30 empfangenen und zu elektrischen Empfangssignalen umgewandelten Echosignale 28 erfasst und ausgewertet werden. Mit den Steuer- und Auswerteeinrichtungen 32 können aus den elektrischen Empfangssignalen die entsprechenden Objektinformationen ermittelt und an die Steuereinrichtung 16 übermittelt werden.

Ferner sind die Steuer- und Auswerteeinrichtungen 32 der beiden Antennenanordnungen 30 signaltechnisch miteinander verbunden. So können die Radarsysteme 14 synchronisiert werden. Die Radarvorrichtung 13 wird nach einem bistatischen Verfahren betrieben. Bei dem bistatischen Verfahren kann jede der Antennenanordnungen 30 die die eigenen Radarsignale 26 beziehungsweise entsprechenden Echosignale 28 und die Echosignale 28 empfangen, welche von den Radarsignalen 26 der jeweils anderen Antennenanordnung 30 stammen.

Die Radarsysteme 14 werden nach einem MIMO (Multiple-In-Multiple-Out)-Verfahren betrieben. Bei dem MIMO-Verfahren werden die Sende-Antennenelemente Tx mit den Steuer- und Auswerteeinrichtungen 32 separat mit Sende-Steuersignalen angesteuert. Mithilfe entsprechender Sende-Steuersignale werden die Radarsignale 26, die mit den einzelnen Sende-Antennenelementen Tx gesendet werden, beispielsweise durch codieren, unterscheidbar gemacht. So können auf der Empfängerseite Signalwege der Radarsignale 26 und der entsprechenden Echosignale 28 den jeweiligen Sende- Antennenelementen Tx zugeordnet werden. Entsprechend werden die Empfangs- Antennenelemente Rx separat ausgelesen. Dabei werden die mit den Antennenelementen Rx aus den Echosignalen 28 umgewandelten elektrischen Empfangssignale entsprechend zugeordnet. Durch das separate Ansteuern beziehungsweise Auslesen können alle Positionen der Sende-Antennenelemente Tx und alle Positionen der Empfangs-Antennenelemente Rx zur Realisierung eines virtuellen Antennenarrays 36 herangezogen werden.

In der Figur 6 ist beispielhaft das virtuelle Antennenarray 36 gezeigt, welches mit einer Antennenvorrichtung 33 mit Antennenanordnungen 30 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel realisiert werden kann, welches in der Figur 5 gezeigt ist. Das in der Figur 6 gezeigte virtuelle Antennenarray 36 kann auch mit der Antennenvorrichtung 33 mit den Antennenanordnungen 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus Figur 4 realisiert werden.

In den Figuren 4 bis 8 sind als schwarz gefüllte Kreise die Sende-Antennenelemente Tx mit ihren Phasenzentren 38 angedeutet. Die Empfangs-Antennenelemente Rx mit ihren Phasenzentren 40 sind als schwarz gefüllte Quadrate angedeutet. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist lediglich ein Teil der Sende-Antennenelemente Tx und deren Phasenzentren 38 und lediglich ein Teil Empfangs-Antennenelemente Rx und deren Phasenzentren 40 mit Bezugszeichen versehen.

In der Figur 4 sind die zwei Antennenanordnungen 30 der Antennenvorrichtung 33 gezeigt. Wie bereits erwähnt, sind die Antennenanordnungen 30 identisch aufgebaut.

Die Antennenanordnungen 30 sind Richtung der y-Achse betrachtet in einem Abstand 84 auf in Richtung der z-Achse betrachtet gleicher Höhe angeordnet. Der Abstand 84 ist beispielhaft der Abstand zwischen jeweiligen Zentren der Antennenanordnungen 30. Der Abstand 84 ist ein ganzzahliges Vielfaches eines vorgegebenen Basisabstands A/2. Der Basisabstand A/2 entspricht der halben Wellenlänge A/2 von mit dem Radarsystem 14 gesendeten Radarsignalen 26. Beispielhaft ist der Abstand 84 der 400-fache Basisabstand, also 200A. In der Figur 4 ist der Abstand 84 nicht maßstabsgetreu dargestellt.

Beide Antennenanordnungen 30 sind in die gleiche Richtung, nämlich in Richtung des Überwachungsbereichs 18, gerichtet. Jeweilige Richtungsachsen 86 der Antennenanordnungen 30 verlaufen, wie in der Figur 3 gezeigt, zueinander parallel. Die Richtungsachsen 86 geben die Richtung bezogen auf die Antennenvorrichtung 33 an, in welche die jeweilige Antennenanordnung 30 gerichtet ist. In der Figur 4 verlaufen die Richtungsachsen 86 senkrecht zur Zeichenebene. Die in der Figur 4 rechte Antennenanordnung 30 ist im Vergleich zu der linken Antennenanordnung 30 um ihre Richtungsachse 86 um eine Drehung 88 um ein Drehwinkel von 180° gedreht.

Die Positionen der Sende-Antennenelemente Tx und Empfangs-Antennenelemente Rx der rechten Antennenanordnung 30 gehen aus einer geometrischen Transformation der Positionen der entsprechenden Sende-Antennenelemente Tx und Empfangs- Antennenelemente Rx der linken Antennenanordnung 30 hervor. Die geometrische Transformation umfasst die Drehung 88 um die Richtungsachse 86 mit dem Drehwinkel von 180° und eine Verschiebung 94 in Richtung der y-Achse um den Abstand 84. Die Drehung 88 der Positionen der Sende-Antennenelemente Tx und der Empfangs- Antennenelemente Rx wird durch die Drehung der Antennenanordnung 30 erreicht.

Im Folgenden werden die beiden Antennenanordnungen 30 am Beispiel der in der Figur 4 linken Antennenanordnung 30 beschrieben.

Die Antennenanordnung 30 weist ein Sende-Antennenelementfeld 42 bestehend aus den vier Sende-Antennenelementen Tx und ein Empfangs-Antennenelementfeld 44 bestehend aus den vier Empfangs-Antennenelementen Rx auf. Bei der in Figur 4 gezeigten Antennenanordnung 30 ist das Empfangs-Antennenelement 44 rechts außerhalb des Sende-Antennenelements 42 angeordnet. Das Sende-Antennenelementfeld 42 und das Empfangs-Antennenelementfeld 44 können auch in anderer Weise zueinander angeordnet sein. Das Sende-Antennenelementfeld 42 und das Empfangs- Antennenelementfeld 44 können sich auch überlappen, wie bei einem zweiten Ausführungsbeispiel in den Figuren 5 und gezeigt ist.

Die Sende-Antennenelemente Tx sind in einer Sendeebene an den Ecken eines gedachten ebenen Rechtecks 46 angeordnet. Das Rechtecks 46 weist unterschiedliche Seitenlängen auf. Die zwei längeren Seiten des Rechtecks 46 erstrecken sich parallel zu einer gedachten, in der Figur 4 horizontal, parallel zur y-Achse verlaufenden, ersten Anordnungsachse 48 und bilden gedachte Sende-Antennenelement-Hauptachsen 50. Die zwei anderen, kürzeren Seiten des Rechtecks 46 erstrecken sich parallel zu einer gedachten, in der Figur 4 vertikal, parallel zur z-Achse verlaufenden, zweiten Anordnungsachse 52 und bilden gedachte Sende-Antennenelement-Querachsen 54. Die zweite Anordnungsachse 52 verläuft senkrecht zur ersten Anordnungsachse 48. Die Sende-Antennenelemente Tx bilden so das rechteckige Sende-Antennenelementfeld 42.

Die Richtungsachse 86 verläuft senkrecht zur Ebene, welche mit der ersten Anord- nungsachse 48 unter zweiten Anordnungsachse 52 aufgespannt wird.

Die Phasenzentren 38 der Sende-Antennenelemente Tx sind auf den Schnittpunkten der Sende-Antennenelement-Hauptachsen 50 mit den entsprechenden Sende- Antennenelement-Querachsen 54 angeordnet.

Ein jeweiliger Abstand zwischen den benachbarten Sende-Antennenelement- Hauptachsen 50 beziehungsweise zwischen den benachbarten Sende- Antennenelement-Querachsen 54, also zwischen den jeweils benachbarten Antennenelement-Achsen für denselben Antennenelementtyp, beträgt ein ganzzahliges Vielfaches des vorgegebenen Basisabstands A/2.

Bei dem in der Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand 56 zwischen den Sende-Antennenelement-Hauptachsen 50 dem zehnfachen Basisabstand A/2, also 5A. Der Abstand 58 zwischen den Sende-Antennenelement-Querachsen 54 entspricht dem 18-fachen Basisabstand A/2, also 9A.

Die Phasenzentren 40 der vier Empfangs-Antennenelemente Rx sind verteilt auf zwei gedachten Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60 und vier gedachten Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62 angeordnet. Dabei sind die Phasenzentren 40 jeweils auf einem Schnittpunkt einer Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 mit einer Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 angeordnet.

Die Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60 erstrecken sich parallel zueinander beabstandet und parallel zu ersten Anordnungsachse 48. Die vier Empfangs- Antennenelement-Querachsen 62 erstrecken sich parallel zueinander beabstandet, senkrecht zu den Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60 und parallel zu der zweiten Anordnungsachse 52.

Die Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60 und die Empfangs-Antennenelement- Querachsen 62 erstrecken sich in einer gedachten Empfangsebene. Die Empfangs- Antennenelement-Hauptachsen 60 und die Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62, also die Empfangsebene, erstrecken sich außerdem parallel zu einer Ebene, welche durch die Sende-Antennenelement-Hauptachsen 50 und die Sende-Antennenelement- Querachsen 54 aufgespannt wird. Die Empfangsebene mit den Empfangs- Antennenelement-Hauptachsen 60 und den Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62 erstreckt sich parallel zu der Sendeebene mit den Sende-Antennenelement- Hauptachsen 50 und den Sende-Antennenelement-Querachsen 54.

Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich die Empfangs- Antennenelement-Hauptachsen 60, die Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62, die Sende-Antennenelement-Hauptachsen 50 und die Sende-Antennenelement- Querachsen 50 in einer gemeinsamen Ebene. Entsprechend befinden sich alle Sende- Antennenelemente Tx und alle Empfangs-Antennenelemente Rx in der gemeinsamen Ebene.

Das Phasenzentrum 40 eines der Empfangs-Antennenelemente Rx ist auf einer der Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60, in der Figur 4 der oberen Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60, angeordnet. Die Phasenzentren 40 der drei anderen Empfangs-Antennenelemente Rx sind jeweils auf der anderen, der unteren, Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60 angeordnet. Die Phasenzentren 40 der vier Empfangs-Antennenelemente Rx sind auf unterschiedlichen Empfangs-Antennenelement- Querachsen 62 angeordnet.

Die Empfangs-Antennenelement-Querachse 62, auf der sich das Phasenzentrum 40 des Empfangs-Antennenelemente des Rx befindet, welches alleine auf der oberen Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 angeordnet ist, liegt auf der linken Seite des Empfangs-Antennenelementfeldes 44, also nicht zwischen zwei anderen der Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62.

Ein jeweiliger Abstand zwischen den benachbarten Empfangs-Antennenelement- Hauptachsen 60 beziehungsweise zwischen den benachbarten Empfangs- Antennenelement-Querachsen 62, also zwischen den jeweils benachbarten Antennenelement-Achsen für denselben Antennenelementtyp, ist ein ganzzahliges Vielfaches des Basisabstands A/2. Alle Abstände zwischen den jeweils benachbarten Empfangs- Antennenelement-Querachsen 62 sind unterschiedlich.

Ein Abstand 64 der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62, auf der sich das Pha- senzentrum 40 des einzelnen Empfangs-Antennenelements Rx befindet, welches alleine auf der entsprechenden Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 angeordnet ist, auf der in Figur 4 linken Seite des Empfangs-Antennenelementfeldes 44 zu der benachbarten, der zweiten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 von links ist kleiner als die anderen Abstände 66 und 68 zwischen jeweils benachbarten anderen Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62.

Bei dem in der Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand 70 zwischen den Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60 dem zweifachen Basisabstand A/2, also X. Der Abstand 64 zwischen der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 mit dem einzelnen Empfangs-Antennenelement Rx auf der linken Seite des Empfangs- Antennenelementfeldes 44 zu der benachbarten, zweiten Empfangs-Antennenelement- Querachse 62 entspricht dem einfachen Basisabstand A/2. Der Abstand 66 zwischen der zweiten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 und der dritten Empfangs- Antennenelement-Querachse 62 von links entspricht dem zweifachen Basisabstand A/2, also A. Der Abstand 68 zwischen der dritten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 von links und der vierten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 von links, also der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 auf der in Figur 4 rechten Seite des Empfangsantennenfeldes 44, entspricht dem dreifachen Basisabstand A/2, also 1 ,5 A.

Die längeren Seiten des Rechtecks 46 der Sende-Antennenelemente Tx, also die längeren Seiten des Sende-Antennenelementfeldes 42, verlaufen parallel zu der Anordnungsachse, zu der auch die Empfangs-Antennenelemente-Achsen, in deren Richtung das Empfangs-Antennenelementfeld 40 die größte Ausdehnung aufweist, verlaufen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die Sende-Antennenelement- Hauptachsen 50 und die Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60 parallel zueinander und parallel zur ersten Anordnungsachse 48.

Eine Ausdehnung des Sende-Antennenelementfeldes 42 in Richtung der ersten Anordnungsachse 48 ist größer als eine Ausdehnung 72 des Empfangs- Antennenelementfeldes 44 in Richtung der ersten Anordnungsachse 48. Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Ausdehnung des Sende- Antennenelementfeldes 42 in Richtung der ersten Anordnungsachse 48 dem Abstand 58 zwischen den Sende-Antennenelement-Querachsen 54, also dem 18-fachen Basis- abstand X/2, also 9X. Die Ausdehnung 72 des Empfangs-Antennenelementfeldes 44 in Richtung der ersten Anordnungsachse 48 entspricht der Summe der Abstände 64, 66 und 68 zwischen den Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62, also dem sechsfachen Basisabstand A/2, also 3X.

Eine Ausdehnung des Sende-Antennenelementfeldes 42 in Richtung der zweiten Anordnungsachse 52 ist größer als eine Ausdehnung des Empfangs- Antennenelementfeldes 44 in Richtung der zweiten Anordnungsachse 52. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Ausdehnung des Sende- Antennenelementfeldes 42 in Richtung der zweiten Anordnungsachse 52 dem Abstand 56 zwischen den Sende-Antennenelement-Hauptachsen 50, also dem zehnfachen Basisabstand A/2, also 5X. Die Ausdehnung des Empfangsantennenfeldes 44 in Richtung der zweiten Anordnungsachse 52 entspricht dem Abstand 70 zwischen den Empfangs- Antennenelement-Hauptachsen 60, also dem zweifachen Basisabstand X/2, also X.

In der Figur 5 ist eine Antennenanordnung 30 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Das zweite Ausführungsbeispiel der Antennenanordnung 30 umfasst das Sende-Antennenelementfeld 42 und das Empfangs-Antennenelementfeld 44 des ersten Ausführungsbeispiels der Antennenanordnungen 30 aus der Figur 4. Im Unterschied zu den Antennenanordnungen 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus der Figur 4 ist bei den zweiten Ausführungsbeispiel das Empfangs-Antennenelementfeld 44 innerhalb des Sende-Antennenelementfeldes 42 platziert. Dabei fallen die untere Sende- Antennenelement-Hauptachse 50 und die untere Empfangs-Antennenelement- Hauptachse 60 zusammen. Ferner fallen die linke Sende-Antennenelement-Querachse 54 und die linke Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 zusammen.

Das Empfangs-Antennenelementfeld 44 ist so angeordnet, dass sich das linke untere Sende-Antennenelemente Tx auf dem Schnittpunkt der unteren Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60 mit der linken Empfangs-Antennenelement- Querachse 62 befindet. Das linke untere Sende-Antennenelemente Tx befindet sich quasi in der Lücke des Empfangs-Antennenelementfeldes 44, welche durch den Versatz des linken Empfangs-Antennenelements Rx nach oben zu der oberen Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60 ergibt. Insgesamt ist die alternative Antennenanord- nung 30 aus der Figur 5 platzsparender aufgebaut als die Antennenanordnungen 30 aus der Figur 4

Sowohl mit einer Antennenvorrichtung 33 mit zwei Antennenanordnungen 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus der Figur 4, als auch mit einer Antennenvorrichtung 33 mit zwei Antennenanordnungen 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 5 kann das in der Figur 6 dargestellte virtuelle Antennenarray 36 realisiert werden.

In der Figur 6 ist die Antennenvorrichtung 33 mit zwei der Antennenanordnungen 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 5 und das damit realisierbare virtuelle Antennenarray 36 gezeigt. Dabei ist, analog zu der Antennenvorrichtung 33 aus der Figur 4, die rechte Antennenanordnung 30 um ihre Richtungsachse 86 um 180° gedreht. Ferner ist die rechte Antennenanordnung 30 im Abstand 84 von 200X in Richtung der y-Achse nach rechts und zusätzlich in Richtung der z-Achse nach oben verschoben. Die Darstellung in der Figur 6 ist in Richtung der y-Achse nicht maßstabsgetreu.

Für die Antennenanordnung 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aus der Figur 5 und entsprechend mit der Antennenanordnung 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus Figur 4 wird beim Betrieb des Radarsystems 14 das Antennenarray 36 mit insgesamt 64 virtuellen Antennenelementen Vx erzeugt. Das virtuelle Antennenarray 36 wird durch geometrische Faltung der geometrischen Positionen der Phasenzentren 38 der Sende-Antennenelemente Tx und der Phasenzentren 40 der Empfangs- Antennenelemente Rx der beiden Antennenanordnungen 30 der Antennenvorrichtung 33 realisiert. Die virtuellen Antennenelemente Vx wirken als virtuelle Empfangs- Antennenelemente für die Echosignale 28.

In Figur 6 sind als Weiß gefüllte Dreiecke die virtuellen Antennenelemente Vx des virtuellen Antennenarrays 36 mit ihren jeweiligen virtuellen Phasenzentren 73 dargestellt. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in der Figur 6 exemplarisch lediglich einige der virtuellen Antennenelemente Vx und der entsprechenden Phasenzentren 73 mit Bezugszeichen versehen. Das virtuelle Antennenarray 36 umfasst 16 virtuelle Antennenelementfelder 74 mit jeweils vier virtuellen Antennenelementen Vx. Die virtuellen Antennenelementfelder 74 sind identisch aufgebaut, gleich groß und haben die gleiche Ausrichtung. Acht der Antennenelementfelder 74 haben dieselbe Orientierung wie das Empfangs- Antennenelementfeld 44 der linken Antennenanordnung 30. Die anderen acht Antennenelementfelder 74 sind um 180° gedreht und haben dieselbe Orientierung wie das Empfangs-Antennenelementfeld 44 der um 180° gedrehten rechten Antennenanordnung 30.

Die vier virtuellen Antennenelemente Vx eines jeden virtuellen Antennenelementfeldes 74 sind entsprechend der vier Empfangs-Antennenelemente Rx der Antennenanordnung 30 beziehungsweise der um 180° gedrehten Antennenanordnung 30 angeordnet.

Die virtuellen Antennenelementfelder 74 sind in zwei Reihen mit jeweils acht Antennenelementfelder 74 angeordnet. Die Reihen erstrecken sich jeweils parallel zur zu den ersten Anordnungsachsen 48, also parallel zur y-Achse. Dabei sind jeweils zwei der virtuellen Antennenelementfelder 74 untereinander in den jeweiligen Reihen angeordnet.

In beiden Reihen jeweils die in Richtung der Anordnungsachsen 48 betrachtet ersten, zweiten, dritten und fünften virtuellen Antennenelementfelder 74 von links entsprechend dem Empfangs-Antennenelementfeld 44 der linken Antennenanordnung 30 orientiert. Die in Richtung der Anordnungsachsen 48 betrachtet vierten, sechsten, siebten und achten virtuellen Antennenelementfelder 74 sind entsprechend dem Empfangs- Antennenelementfeld 44 der rechten Antennenanordnung 30 orientiert, also im Vergleich zu den linken Antennenelementfelder 74 um 180° gedreht.

In beiden Reihen überlappen sich jeweils die dritten und vierten virtuellen Antennenelementfelder 74 von links überlappen sich. Die jeweils rechten virtuellen Antennenelementfelder Vx der dritten virtuellen Antennenelementfelder 74 fallen mit den jeweils linken virtuellen Antennenelementen Vx der vierten virtuellen Antennenelementfelder 74 zusammen. Außerdem überlappen sich jeweils die fünften und sechsten virtuellen Antennenelementfelder 74 von links. Die jeweils rechten virtuellen Antennenelementfelder Vx der fünften virtuellen Antennenelementfelder 74 fallen mit den jeweils linken virtuel- len Antennenelementen Vx der sechsten virtuellen Antennenelementfelder 74 zusammen.

Die zusammenfallenden virtuellen Antennenelemente Vx können zusätzlich zur Synchronisation von Phasen zwischen Radarsignalen 26 der beiden Radarsysteme 14 genutzt werden. Ein von einem Objekt 20 kommendes Echosignal 28 erzeugt auf beiden zusammenfallenden virtuellen Antennenelementen Vx dieselbe Phase.

Die virtuellen Phasenzentren 73 der in der Figur 6 am weitesten oben gelegenen virtuellen Antennenelemente Vx des virtuellen Antennenarrays 36 liegen auf einer oberen virtuellen Hauptachse 76. Die Phasenzentren 73 der am weitesten unten gelegenen virtuellen Antennenelemente Vx liegen auf einer unteren virtuellen Hauptachse 76. Ein Abstand 80 zwischen der oberen virtuellen Hauptachse 76 und der unteren virtuellen Hauptachse 76 gibt die Apertur des virtuellen Antennenarrays 36 in dieser Richtung, beispielhaft in vertikaler Richtung, in Richtung der z-Achse, an. Der Abstand 80 und damit die vertikale Apertur entspricht dem 14-fachen Basisabstand A/2, also 7X.

Die virtuellen Phasenzentren 73 der in der Figur 6 am weitesten links gelegenen virtuellen Antennenelemente Vx des virtuellen Antennenarrays 36 liegen auf einer linken virtuellen Querachse 78. Die linke virtuelle Querachsen 78 fällt bei dem Beispiel mit der linken Sende-Antennenelement-Querachse 54 und der linken Empfangs- Antennenelement-Querachsen 62 der linken Antennenanordnung 30 zusammen. Die Phasenzentren 73 der am weitesten rechts gelegenen virtuellen Antennenelemente Vx liegen auf einer rechten virtuellen Querachse 78. Ein Abstand 82 zwischen der linken virtuellen Querachse 78 und der rechten virtuellen Querachse 78 gibt die Apertur des virtuellen Antennenarrays 36 in dieser Richtung, beispielhaft in horizontaler Richtung, in Richtung y-Achse, an. Der Abstand 82 und damit die horizontale Apertur ist größer als der 800-fachen Basisabstand, also > 400X. Der Abstand 82 ist mehr als doppelt so groß wie der Abstand 84 zwischen den Antennenanordnungen 30.

In Figur 7 ist eine Antennenanordnung 30 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel für eine Antennenvorrichtung 33 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus Figur 4 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungs- beispiel dadurch, dass die Phasenzentren 40 der vier Empfangs-Antennenelemente Rx verteilt auf drei gedachten Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60 und vier gedachten Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62 angeordnet sind. Dabei sind die Phasenzentren 40 jeweils auf einem Schnittpunkt einer Empfangs-Antennenelement- Hauptachse 60 mit einer Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 angeordnet.

Das Phasenzentrum 40 eines der Empfangs-Antennenelemente Rx ist auf einer der Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60, in der Figur 7 der oberen Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60, angeordnet. Das Phasenzentrum 40 eines anderen Empfangs-Antennenelements Rx ist auf einer anderen der Empfangs- Antennenelement-Hauptachsen 60, in der Figur 7 der unteren Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60, angeordnet. Die Phasenzentren 40 der zwei weiteren Empfangs-Antennenelemente Rx sind auf der dritten, der mittleren, Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60 angeordnet. Die Phasenzentren 40 der vier Empfangs-Antennenelemente Rx sind auf unterschiedlichen Empfangs-Antennenelement- Querachsen 62 angeordnet.

Die Empfangs-Antennenelement-Querachse 62, auf der sich das Phasenzentrum 40 des Empfangs-Antennenelementes Rx befindet, welches alleine auf der oberen Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 angeordnet ist, liegt an der linken Seite des Empfangs-Antennenelementfeldes 44, also nicht zwischen zwei anderen der Empfangs- Antennenelement-Querachsen 62. Die Empfangs-Antennenelement-Querachse 62, auf der sich das Phasenzentrum 40 des Empfangs-Antennenelemente des Rx befindet, welches alleine auf der unteren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 angeordnet ist, liegt an der rechten Seite des Empfangs-Antennenelementfeldes 44, also nicht zwischen zwei anderen der Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62.

Auf den beiden äußeren Antennenelement-Querachsen 62 des Empfangs- Antennenelementfeldes 44 ist jeweils eines der Empfangs-Antennenelemente Rx angeordnet. Die Empfangs-Antennenelemente Rx, welche auf den beiden äußeren Antennenelement-Querachsen 62 liegen, liegen jeweils auf einer der zwei äußeren Antennenelement-Hauptachse 60. In dem Ausführungsbeispiel aus der Figur 7 liegt das einzelne Empfangs-Antennenelement Rx auf der links oben im Empfangsantennenfeld 44 auf dem Schnittpunkt der oberen Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 und der linken Empfangs-Antennenelement-Querachse 62. Das einzelne Empfangs- Antennenelement Rx rechts unten im Empfangsantennenfeld 44 liegt auf dem Schnittpunkt der unteren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 und der rechten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62. Die beiden äußeren Empfangs- Antennenelemente Rx sind auf diagonal gegenüberliegenden Seiten des Empfangsantennenfeldes 44 angeordnet.

Der Abstand 70 zwischen der in der Figur 7 oberen Empfangs-Antennenelement- Hauptachse 60 und der mittleren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 einerseits und ein Abstand 90 zwischen der mittleren Empfangs-Antennenelement- Hauptachse 60 und der unteren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 sind unterschiedlich.

Bei dem in der Figur 7 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand 70 zwischen der oberen Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 und der mittleren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 dem dreifachen Basisabstand A/2, also 1 ,5A. Der Abstand 90 zwischen der mittleren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 und der unteren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 entspricht dem Basisabstand A/2. Eine Ausdehnung 92 des Empfangs-Antennenelementfeldes 44 in Richtung der zweiten Anordnungsachse 52, also in vertikaler Richtung (z-Achse), entspricht der Summe der Abstände 70 und 90 zwischen den Empfangs-Antennenelement- Hauptachsen 60. Die Ausdehnung 92 entspricht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dem vierfachen Basisabstand A/2, also 2A.

Der Abstand 66 zwischen der in der Figur 7 zweiten Empfangs-Antennenelement- Querachse 62 von links und der dritten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 entspricht dem Abstand 68 zwischen der dritten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 und der vierten Antennenelement-Querachse 62. Der Abstand 64 zwischen der ersten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 und der zweiten Empfangs- Antennenelement Querachse 62 und die Abstände 66 und 68 zwischen den anderen jeweils benachbarten Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62 sind unterschiedlich.

Der Abstand 64 der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62, auf der sich das Phasenzentrum 40 des einzelnen Empfangs-Antennenelements Rx befindet, welches allei- ne auf der oberen Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 angeordnet ist, auf der in der Figur 7 linken Seite des Empfangs-Antennenelementfeldes 44, zu der benachbarten, der zweiten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 von links, ist kleiner als die anderen Abstände 66 und 68 zwischen jeweils benachbarten anderen Empfangs- Antennenelement-Querachsen 62.

Der Abstand 64 zwischen der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 mit dem einzelnen Empfangs-Antennenelement Rx auf der linken Seite des Empfangs- Antennenelementfeldes 44 zu der benachbarten, zweiten Empfangs-Antennenelement- Querachse 62 entspricht dem einfachen Basisabstand A/2. Der Abstand 66 zwischen der zweiten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 und der dritten Empfangs- Antennenelement-Querachse 62 von links entspricht dem zweifachen Basisabstand A/2, also X. Der Abstand 68 zwischen der dritten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 von links und der vierten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 von links, also der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 auf der in Figur 7 rechten Seite des Empfangsantennenfeldes 44, entspricht dem zweifachen Basisabstand A/2, also A.

Die Ausdehnung 72 des Empfangs-Antennenelementfeldes 44 in Richtung der ersten Anordnungsachse 48 entspricht der Summe der Abstände 64, 66 und 68 zwischen den Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62, also dem fünffachen Basisabstand A/2, also 2,5A.

In Figur 8 ist eine Antennenanordnung 30 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel für die Antennenvorrichtung 33 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des dritten Ausführungsbeispiels aus Figur 7 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Sende-Antennenelemente Tx an den Ecken eines gedachten ebenen Rechtecks 46 angeordnet sind, welches gleiche Seitenlängen aufweist. Das Rechteck 46 ist also ein Quadrat. Die Sende-Antennenelemente Tx bilden so ein quadratisches Sende-Antennenelementfeld 42.

Bei dem in der Figur 8 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand 56 zwischen den Sende-Antennenelement-Hauptachsen 50 dem fünffachen Basisabstand A/2, also 2,5A. Der Abstand 58 zwischen den Sende-Antennenelement-Querachsen 54 entspricht ebenfalls dem fünffachen Basisabstand A/2, also 2,5A.

Der Abstand 70 zwischen der oberen Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 und der mittleren Empfangs-Antennenelement-Hauptachse 60 entspricht dem dreifachen Basisabstand A/2, also 1 ,5A. Der Abstand 90 zwischen der mittleren Empfangs- Antennenelement-Hauptachse 60 und der unteren Empfangs-Antennenelement- Hauptachse 60 entspricht dem einfachen Basisabstand A/2.

Der Abstand 64 zwischen der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 auf der linken Seite des Empfangs-Antennenelementfeldes 44 zu der benachbarten, zweiten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 entspricht dem einfachen Basisabstand A/2. Der Abstand 66 zwischen der zweiten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 und der dritten Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 von links entspricht ebenfalls dem einfachen Basisabstand A/2. Der Abstand 68 zwischen der dritten Empfangs- Antennenelement-Querachse 62 von links und der vierten Empfangs-Antennenelement- Querachse 62 von links, also der Empfangs-Antennenelement-Querachse 62 in Figur 8 rechts im Empfangs-Antennenelementfeld 44, entspricht dem zweifachen Basisabstand A/2, also A.

Die Ausdehnung 72 des Empfangs-Antennenelementfeldes 44 in Richtung der ersten Anordnungsachse 48, also in horizontaler Richtung, entspricht der Summe der Abstände 64, 66 und 68 zwischen den Empfangs-Antennenelement-Querachsen 62, also dem vierfachen Basisabstand A/2, also 2A. Die Ausdehnung 92 des Empfangs- Antennenelementfeldes 44 in Richtung der zweiten Anordnungsachse 52 , also in vertikaler Richtung, entspricht der Summe der Abstände 70 und 90 zwischen den Empfangs-Antennenelement-Hauptachsen 60, also dem vierfachen Basisabstand A/2, also 2A. Die Ausdehnung 72 des Empfangs-Antennenelementfeldes 44 in horizontaler Richtung entspricht also der Ausdehnung 92 in vertikaler Richtung.

Bei den Antennenanordnungen 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel aus Figur 7 und dem vierten Ausführungsbeispiel aus Figur 8 können, analog zum ersten Ausführungsbeispiel aus Figur 4 die jeweiligen Empfangs-Antennenelementfelder 44 und die Sende-Antennenelementfeldes 42 überlappen. Außerdem können mit jeweils zwei der entsprechenden Antennenanordnungen 30 eine Antennenvorrichtung 33 analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel aus der Figur 4 realisiert werden.

Claims

Ansprüche

1. Antennenvorrichtung (33) für eine Radarvorrichtung (13), insbesondere für eine bistatische Radarvorrichtung (13), insbesondere für eine Radarvorrichtung (13) für ein Fahrzeug (10), mit wenigstens einer Antennenanordnung (30), welche wenigstens ein Typ1 -Antennenelement (Tx) eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement (Rx) eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende-Antennenelemente (Tx) sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs-Antennenelemente (Rx) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenvorrichtung (33) wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) aufweist, welche identisch aufgebaut sind, wobei die Positionen der Antennenelemente (Rx, Tx) wenigstens einer der Antennenanordnungen (30) innerhalb der Antennenvorrichtung (33) aus einer geometrischen Transformation der Positionen der entsprechenden Antennenelemente (Rx, Tx) wenigstens einer anderen der Antennenanordnungen (30) hervorgehen, wobei die geometrische Transformation wenigstens eine Drehung (88) der Positionen der Antennenelemente (Rx, Tx) der wenigstens einen zweitgenannten Antennenanordnung (30) um deren gedachte Richtungsachse (86) um einen vorgegebenen Drehwinkel umfasst, wobei die gedachte Richtungsachse (86) die Richtung angibt, in welche die Antennenanordnung (30) gerichtet ist.

2. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Richtungsachsen (86) der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) parallel verlaufen und/oder die jeweiligen Richtungsachsen (86) senkrecht zu einer Ebene verlaufen, in der die Antennenelemente (Rx, Tx) der Antennenanordnungen (30) angeordnet sind.

3. Antennenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Drehwinkel 180° beträgt und/oder die geometrische Transformation wenigstens eine Verschiebung (94) der Richtungsachse (86) der wenigstens einen Antennenanordnung (30) um einen vorgegebenen Abstand (84) umfasst und/oder die wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) in einem vorgegebenen Abstand (84) zueinander angeordnet sind.

4. Antennenvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) jeweils vier Typ1 -Antennenelemente (Tx) aufweisen, die in einer Ebene an den Ecken eines gedachten ebenen Rechtecks (46) angeordnet sind, wobei sich zwei der Seiten des Rechtecks (46) parallel zu einer gedachten ersten Anordnungsachse (48) erstrecken und Typ1 -Antennenelement- Hauptachsen (50) bilden und sich die zwei anderen Seiten des Rechtecks (46) parallel zu einer gedachten zweiten Anordnungsachse (52), welche senkrecht zur ersten Anordnungsachse (48) verläuft, erstrecken und Typ1 -Antennenelement-Querachsen (54) bilden, und die wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) jeweils wenigstens zwei Typ2- Antennenelemente (Rx) aufweisen, die auf unterschiedlichen gedachten Typ2- Antennenelement-Hauptachsen (60) angeordnet sind, welche sich parallel beabstandet zueinander und parallel zu einer der Anordnungsachsen (48) erstrecken.

5. Antennenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Typ2-Antennenelemente (Rx) auf unterschiedlichen gedachten Typ2- Antennenelement-Querachsen (62) angeordnet sind, welche sich parallel zueinander, beabstandet und senkrecht zu den Typ2-Antennenelement-Hauptachsen (60) erstrecken.

6. Antennenvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) wenigstens drei zueinander be- abstandete Typ2-Antennenelement-Querachsen (62) und wenigstens drei Typ2- Antennenelemente (Rx) aufweist, wobei wenigstens drei der Typ2-Antennenelemente (Rx) auf unterschiedlichen Typ2-Antennenelement-Querachsen (62) angeordnet sind, und/oder jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) wenigstens drei Typ2- Antennenelemente (Rx) aufweist, wobei wenigstens einer der Typ2-Antennenelement- Hauptachse (60) lediglich eines der Typ2-Antennenelemente (Tx) angeordnet ist und/oder auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement-Hauptachse (60) wenigstens zwei der Typ2-Antennenelemente (Tx) angeordnet sind, insbesondere wenigstens eine der Typ2-Antennenelement-Querachsen (62) mit einem der Typ2-Antennenelemente (Rx), welches alleine auf einer Typ2-Antennenelement-Hauptachse (60) angeordnet ist, nicht zwischen zwei anderen Typ2-Antennenelement-Querachsen (62) liegt, und/oder jede der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) wenigstens vier Typ2- Antennenelemente (Rx) aufweist, wobei auf wenigstens einer der Typ2- Antennenelement-Hauptachsen (60) lediglich eines der Typ2-Antennenelemente (Rx) angeordnet ist und/oder auf wenigstens einer der Typ2-Antennenelement-Hauptachsen (60) wenigstens zwei der Typ2-Antennenelemente (Rx) angeordnet sind, und ein Abstand (64) wenigstens einer Typ2-Antennenelement-Querachse (62), auf der sich ein Typ2-Antennenelement (Rx) befindet, welches alleine auf der entsprechenden Typ2- Antennenelement-Hauptachse (60) angeordnet ist, zu wenigstens einer benachbarten Typ2-Antennenelement-Querachse (62) höchstens so groß ist, wie die anderen Abstände (66, 68) zwischen jeweils benachbarten Typ2-Antennenelement-Querachsen (62) und/oder jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) genau vier Typ2- Antennenelemente (Rx) aufweist.

7. Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) die Typ2- Antennenelement-Achsen, insbesondere die Typ2-Antennenelement-Hauptachsen (60) und die Typ2-Antennenelement-Querachsen (62), in einer gemeinsamen gedachten Ebene erstrecken und/oder sich bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) die Typ2- Antennenelement-Achsen, insbesondere die Typ2-Antennenelement-Hauptachsen (60) und die Typ2-Antennenelement-Querachsen (62), parallel zu einer Ebene erstrecken, welche durch die Typ1 -Antennenelement-Hauptachsen (50) und die Typ1 - Antennenelement-Querachsen (54) aufgespannt wird, und/oder bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) die Typ1 -Antennenelemente (Tx) und die Typ2-Antennenelemente (Rx) auf einem gemeinsamen Träger (34), insbesondere einer gemeinsamen Trägerplatte, angeordnet sind und/oder sich alle Typ1 -Antennenelement-Achsen (50, 54) und Typ2-Antennenelement-Achsen (60, 62) der Antennenanordnungen (30) der Antennenvorrichtung (33) in einer gemeinsamen gedachten Ebene erstrecken.

8. Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) die Phasenzentren (38, 40) wenigstens eines Teils der Antennenelemente (Rx, Tx), insbesondere die Phasenzentren (38, 40) aller Antennenelemente (Rx, Tx), auf den entsprechenden Antennenelement-Achsen (50, 54, 60, 62), insbesondere den Antennenelement- Hauptachsen (50, 60) und/oder den Antennenelement-Querachsen (54, 62), angeordnet sind.

9. Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) ein jeweiliger Abstand zwischen benachbarten Antennenelement-Achsen für denselben Antennenelementtyp, insbesondere ein jeweiliger Abstand (56; 70) zwischen benachbarten Antennenelement-Hauptachsen (50; 60) und/oder ein jeweiliger Abstand (58; 64, 66, 68) zwischen benachbarten Antennenelement-Querachsen (54; 62) für denselben Antennenelementtyp, ein ganzzahliges Vielfaches eines vorgegebenen Basisabstands ist, wobei der Basisabstand der halben Wellenlänge von mit dem Radarsystem (14) gesendeten Radarsignalen (26) entspricht.

10. Antennenvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) eine Ausdehnung (58) eines Sende-Antennenelementfeldes (42), welches aus den Antennenelementen des Typs Sende-Antennenelement (Tx) besteht, in Richtung der ersten Anordnungsachse (48) größer ist als eine Ausdehnung (72) eines Empfangs-Antennenelementfeldes (44), welches aus den Antennenelementen des Typs Empfangs-Antennenelement (Rx) besteht, in Richtung der ersten Anordnungsachse (48) und eine Ausdehnung (54) des Sende- Antennenelementfeldes (42) in Richtung der zweiten Anordnungsachse (52) größer ist als eine Ausdehnung (70) des Empfangs-Antennenelementfeldes (44) in Richtung der zweiten Anordnungsachse (52) .

11 . Antennenvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) für die Verwendung des Radarsystems (14) nach einem MIMO-Verfahren ausgestaltet ist und/oder die Typ1 -Antennenelemente (Tx) der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) jeweils separat angesteuert und/oder ausgelesen werden können und die Typ2- Antennenelemente (Rx) der wenigstens zwei Antennenanordnungen (30) jeweils separat angesteuert und/oder ausgelesen werden können.

12. Radarvorrichtung (13), insbesondere Radarvorrichtung (13) für ein Fahrzeug (10) wenigstens eine Antennenvorrichtung (33), die wenigstens eine Antennenanordnung (30) umfasst, welche wenigstens ein Typ1 -Antennenelement (Tx) eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement (Rx) eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende- Antennenelemente (Tx) sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs- Antennenelemente (Rx) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarvorrichtung (13) wenigstens eine Antennenvorrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.

13. Fahrerassistenzsystem (12) mit wenigstens einer Radarvorrichtung (13), insbesondere einer bistatischen Radarvorrichtung (13), welche wenigstens eine Antennenvorrichtung (33) umfasst, die wenigstens eine Antennenanordnung (30) für die wenigstens eine Radarvorrichtung (13) aufweist, wobei die wenigstens eine Antennenanordnung (30) wenigstens ein Typ1 -Antennenelement (Tx) eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement (Rx) eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende-Antennenelemente (Tx) sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs-Antennenelemente (Rx) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Radarvorrichtung (13) wenigstens eine Antennenvorrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.

14. Fahrzeug (10) mit wenigstens einer Radarvorrichtung (13), insbesondere einer bistatischen Radarvorrichtung (13), welche wenigstens eine Antennenvorrichtung (33) umfasst, die wenigstens eine Antennenanordnung (30) für die wenigstens eine Radarvorrichtung (13) aufweist, wobei die wenigstens eine Antennenanordnung (30) wenigstens ein Typ1 -Antennenelement (Tx) eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement (Rx) eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei einer der Antennenelementtypen Sende-Antennenelemente (Tx) sind und der andere der Antennenelementtypen Empfangs-Antennenelemente (Rx) sind, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Radarvorrichtung (13) wenigstens eine Antennenvorrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.

15. Verfahren zum Betreiben einer Radarvorrichtung (13), insbesondere einer Radarvorrichtung (13) für ein Fahrzeug (10), insbesondere einer bistatischen Radarvorrichtung (13), mit wenigstens einer Antennenvorrichtung (33), die wenigstens eine Antennenanordnung (30) umfasst, welche wenigstens ein Typ1 -Antennenelement (Tx) eines ersten Antennenelementtyps und wenigstens ein Typ2-Antennenelement (Rx) eines zweiten Antennenelementtyps aufweist, wobei bei dem Verfahren mit den Antennenelementen (Tx) eines der Antennenelementtypen Radarsignale (26) gesendet und mit den Antennenelementen (Rx) des anderen Antennenelementtyps Echosignale (28), welche von den gesendeten Radarsignalen (26) stammen, empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsignale (26) mit einer Antennenvorrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 gesendet und die Echosignale (28) mit der Antennenvorrichtung (33) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 empfangen werden.