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Title:
LOW-REFLECTION HOUSING FOR A RADAR ARRANGEMENT FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/152071
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a radar arrangement for a motor vehicle, comprising: at least one printed circuit board (2) having an antenna arrangement (3); a control unit (4) which operates the antenna arrangement (3) for the transmission and reception of radar beams; a housing (5) having a main housing body (6) and a housing opening (8) formed by housing side walls (7) of the main housing body (6), the printed circuit board (2) being arranged in the main housing body (6) so as to have the antenna arrangement (3) facing the housing opening (8); and a radome (9) located at the housing opening (8). According to the invention, the housing walls (5) are designed such that in at least some parts the surface area of the cross-sections (Q) spanned between the housing walls (5) increases from the printed circuit board (2) to the housing opening (8).

Inventors:
HERTHAN BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/052767
Publication Date:
August 17, 2023
Filing Date:
February 06, 2023
Export Citation:
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Assignee:
BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO KG BAMBERG (DE)
International Classes:
G01S13/931; G01S7/02
Domestic Patent References:
WO2016144956A12016-09-15
Foreign References:
US20160370456A12016-12-22
US20200041641A12020-02-06
DE102019200912A12020-07-30
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Claims:
Patentansprüche

1. Radaranordnung für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Leiterplatte (2) aufweisend eine Antennenanordnung (3) , mit einer Steuereinheit (4) , welche die Antennenanordnung

(3) zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen betreibt, mit einem Gehäuse (5) aufweisend einen Gehäusegrundkörper (6) und eine durch Gehäuseseitenwände (7) des Gehäusegrundkörpers (6) gebildete Gehäuseöffnung (8) , wobei die Leiterplatte (2) im Gehäusegrundkörper (6) mit zur Gehäuseöffnung

(8) gewandter Antennenanordnung (3) angeordnet ist, und mit einem auf der Gehäuseöffnung (8) angeordneten Radom (9) , dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewände (5) derart ausgestaltet sind, dass sich die Fläche der zwischen den Gehäusewänden (5) aufgespannten Querschnitte (Q) von der Leiterplatte (2) zur Gehäuseöffnung (8) zumindest abschnittsweise vergrößert.

2. Radaranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewände (5) derart ausgestaltet sind, dass sich die Fläche der zwischen den Gehäusewänden (5) aufgespannten Querschnitte (Q) von der Leiterplatte (2) zur Gehäuseöffnung (8) kontinuierlich vergrößert.

3. Radaranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gehäusewände (5) zumindest teilweise eben ausgestaltet ist, und dass die Normale der Gehäusewand (5) einen Winkel von kleiner als 90°, vor-zugsweise kleiner als 75°, weiter vorzugsweise kleiner als 60° zur Normalen der Leiterplatte (2) bildet.

4. Radaranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Gehäusewände (5) abhängig von einem Abstand der jeweiligen Gehäusewand (5) zur Antennenanordnung (3) unterschiedlich ausgestaltet ist, vorzugsweise, dass Gehäusewände (5) mit einem kleineren Abstand zur Antennenanordnung (3) einen kleineren Winkel zwischen der Normalen der Gehäusewand (5) zur Normalen der Leiterplatte (2) aufweisen als Gehäusewände (5) mit einem größeren Abstand zur Antennenanordnung (3) .

5. Radaranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung (3) an das Radom (9) angrenzt, vorzugsweise, dass das Radom (9) die Antennenanordnung (3) hält.

Description:
REFLEXIONSARMES GEHÄUSE FÜR RADARANORDNUNG FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG

Die vorliegende Erfindung betri f ft eine Radaranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegri f f von Anspruch 1 .

Der bekannte Stand der Technik ( DE 10 2019 200 912 Al ) von dem die Erfindung ausgeht , betri f ft eine Radaranordnung .

Anwendung finden die in Rede stehenden Radaranordnungen in der Sensorik von Kraftfahrzeugen . Hierbei kann es sich um Sensorik für den Fahrzeugaußenbereich handeln, beispielsweise für Fahrerassistenzsysteme von teilautonomen und autonomen Kraftfahrzeugen, die Radarvorrichtungen zur Ge- schwindigkeitsregelung und Kollisionserkennung nutzen . Zudem können die in Rede stehenden Radaranordnungen für die Überwachung des Fahrzeuginnenraums eingesetzt werden, unter anderem für eine Erkennung von Obj ekten und Personen sowie zum Einklemm- und Kollisionsschutz bei der motorischen Verstellung von Kraftfahrzeugtüren .

Die bekannte Radaranordnung ( DE 10 2019 200 912 Al ) weist eine Antennenanordnung und eine Steuereinheit auf einer Leiterplatte auf . Zur Unterdrückung von Störsignalen ist ein Absorber vorgesehen, der die Leiterplatte abschnittsweise abdeckt und Störstrahlung im Bereich der Leiterplatte absorbiert . Die Radaranordnung weist zudem ein Gehäuse auf , welches über ein Radom abgedeckt wird . Das Radom ist hierbei kuppel förmig ausgeführt und umgrei ft die Leiterplatte , sodass Störsignale aufgrund von Reflexionen an Gehäusewänden vermieden werden .

Es ist dabei eine Heraus forderung, den Aufbau der Radaranordnung aus dem bekannten Stand der Technik weiter zu vereinfachen . Der Erfindung liegt das Problem zugrunde , die bekannte Radaranordnung derart aus zugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Heraus forderung eine weitere Optimierung erreicht wird .

Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst .

Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, das Gehäuse mit Gehäusewänden aus zustatten, welche im Hinblick auf eine Unterdrückung von Reflexionen zur Antennenanordnung optimiert sind . Insbesondere kann hierbei als Radom eine einfache , flächige Abdeckung verwendet werden, welche durch die Gehäusewände gelagert wird .

Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Gehäusewände derart ausgestaltet sind, dass sich die Fläche der zwischen den Gehäusewänden auf gespannten Querschnitte von der Leiterplatte zur Gehäuseöf fnung zumindest abschnittsweise vergrößert .

Die Radarstrahlen werden folglich an den Gehäusewänden nur geringfügig zur Antennenanordnung reflektiert , sondern vielmehr auf die Gehäuseöf fnung gerichtet . Die Gehäusewände erstrecken sich somit in Richtung der Gehäuseöf fnung über die Antennenanordnung hinaus , ohne das s Störeinflüsse durch das Gehäuse verstärkt auftreten . Das Radom und der Absorber können somit einfacher ausgestaltet werden . Insbesondere ist ein Absorber sogar nicht zwingend notwendig, da sich auf der Leiterplatte ausbreitende Störstrahlung tendenziell durch die Gehäusewände von der Antennenanordnung weg reflektiert wird .

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche . Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert . In der Zeichnung zeigt

Fig . 1 eine vorschlagsgemäße Radaranordnung in a ) einer Draufsicht , b ) im Querschnitt in einer ersten Ausgestaltung und b ) im Querschnitt in einer weiteren Ausgestaltung .

Die Zeichnung zeigt eine vorschlagsgemäße Radaranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug . Grundsätzlich kann die Radaranordnung 1 für verschiedene Anwendungen im Kraftfahrzeug herangezogen werden, wobei auf die einleitenden Aus führungen verwiesen wird .

Das in den Figuren dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel betri f ft einen Radaranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Leiterplatte 2 aufweisend eine Antennenanordnung 3 , mit einer Steuereinheit 4 , welche die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen betreibt , mit einem Gehäuse 5 aufweisend einen Gehäusegrundkörper 6 und eine durch Gehäuseseitenwände 7 des Gehäusegrundkörpers 6 gebildete Gehäuseöf fnung 8 , wobei die Leiterplatte 2 im Gehäusegrundkörper 6 mit zur Gehäuseöf fnung 8 gewandter Antennenanordnung 3 angeordnet ist , und mit einem auf der Gehäuseöf fnung 8 angeordneten Radom 9 .

Die Leiterplatte 2 der Radaranordnung 1 weist die Antennenanordnung 3 auf , die in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellt ist . Die Antennenanordnung 3 weist hier und vorzugsweise mehrere Antennenelemente auf , welche zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen eingerichtet sind . Für die Ausgestaltung der Antennenelemente sind j e nach Anwendung unterschiedliche Varianten denkbar, wobei die Antennenelemente bevorzugt in einem oder mehreren Antennenarrays angeordnet sind . Die Leiterplatte 2 , hier und vorzugsweise eine Hochfrequenz- Leiterplatte 2 , weist hier zudem die Steuereinheit 4 auf , welche die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen betreibt . Ebenfalls kann die Steuereinheit 4 separat von der Leiterplatte 2 vorgesehen sein . Die Steuereinheit 4 ist vorzugsweise als integrierte Schaltung, als Mikrocontroller oder dergleichen ausgestaltet . Die Steuereinheit 4 nimmt in Bezug auf das Senden und den Empfang von Radarstrahlen über die Antennenanordnung 3 steuerungstech- nische Aufgaben wahr und ist insbesondere auch zur Auswertung von Radarsignalen eingerichtet . Die Steuereinheit 4 realisiert vorzugsweise einen kontinuierlichen, weiter vorzugsweise frequenzmodulierten Betrieb der Radaranordnung 1 , etwa als EMCW-Radaranordnung . Steuereinheit 4 und Antennenanordnung 3 sind beispielsweise zum Betrieb mit Radarstrahlung im Frequenzband um 24 GHz und/oder 77 GHz eingerichtet . In einer weiteren Ausgestaltung ist ein gepulster Betrieb der Radaranordnung 1 vorgesehen, etwa als UWB-Radarsensor im Frequenzbereich 6 , 5 bis 10 GHz .

Die Leiterplatte 2 kann zusätzliche elektronische Komponenten wie eine Schnittstelle , etwa eine CAN-Schnittstel le , eine Energieversorgung oder dergleichen aufweisen . Zudem können weitere , hier ebenfalls nicht dargestellte Komponenten in dem noch zu erläuternden Gehäuse 5 der Radaranordnung 1 untergebracht sein .

Das Gehäuse 5 ist dafür eingerichtet , elektronische Komponenten der Radaranordnung 1 , hier unter anderem die Leiterplatte 2 , gegen Umwelteinflüsse zu schützen und kann grundsätzlich aus verschiedenen Materialien wie Kunst-stof f , Metall und Keramik aufgebaut sein . Das Gehäuse 5 kann hier im Zusammenwirken mit dem Radom 9 die Leiterplatte 2 vollständig umhüllen . Das Radom 9 erstreckt sich zumindest über einen Abschnitt der Gehäuseöf fnung 8 , hier und vorzugsweise über die gesamte Gehäuseöf fnung 8 . Das Radom 9 ist hier und vorzugsweise als Folie , weiter vorzugsweise als Kunststof f folie , ausgestaltet , welche die Gehäuseöf fnung 8 abdeckt .

Der Gehäusegrundkörper 6 weist die Gehäuseseitenwände 7 auf , welche sich hier in Richtung der Gehäuseöf fnung 8 über die Antennenanordnung 3 und die Leiterplatte 2 hinaus erstrecken . Unter den Gehäuseseitenwänden 7 werden hierbei die Teile des Gehäusegrundkörpers 6 verstanden, welche die Leiterplatte 2 in Bezug auf die Normale der Leiterplatte 2 seitlich umfassen . Hier und vorzugsweise ist eine quaderförmige Grundform des Gehäuses 5 vorgesehen, wobei die Gehäusewände 5 die Seitenflächen der Quaderform bilden .

Die Leiterplatte 2 ist hier im Gehäusegrundkörper 6 gehalten, wobei die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen durch die Gehäuseöf fnung 8 der Gehäuseöf fnung 8 zugewandt ist .

Wesentlich ist nun, dass die Gehäusewände 5 derart ausgestaltet sind, dass sich die Fläche der zwischen den Gehäusewänden 5 auf gespannten Querschnitte Q von der Leiterplatte 2 zur Gehäuseöf fnung 8 zumindest abschnittsweise vergrößert .

Die Gehäusewände 5 haben folglich zumindest abschnittsweise eine sich zur Gehäuseöf fnung 8 öf fnende Form . Ein Beispiel des zwischen den Gehäusewänden 5 aufgespannte Querschnitt Q sind hier die Querschnitte Q senkrecht zur Normalen der Leiterplatte 2 , deren Fläche sich von der Leiterplatte 2 zur Gehäuseöf fnung 8 vergrößert .

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Gehäusewände 5 derart ausgestaltet sind, dass sich der zwischen den Gehäusewänden 5 aufgespannte Querschnitt Q von der Leiterplatte 2 zur Gehäuseöf fnung 8 kontinuierlich vergrößert . Unter einem „kontinuierlichen" Vergrößern wird hierbei verstanden, dass die Fläche eines auf gespannten Querschnitts Q näher an der Gehäuseöf fnung 8 stets größer ist als die Fläche eines anderen auf gespannten Querschnitts Q, der sich näher an der Leiterplatte 2 befindet . Folglich können Reflexionen an den Gehäusewänden 5 weitgehend vermieden werden . Vorzugsweise weist die Form der Gehäusewände 5 im Bereich zwischen Leiterplatte 2 und Gehäuseöf fnung 8 zudem keine Unstetigkeiten auf , um Rückstreuungen zu vermeiden .

Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass eine der Gehäusewände 5 , vorzugsweise die Gehäusewände 5 , zumindest teilweise eben ausgestaltet ist bzw . sind, und dass die Normale der Gehäusewand 5 einen Winkel von kleiner als 90 ° , vorzugsweise kleiner als 75 ° , weiter vorzugsweise kleiner als 60 ° zur Normalen der Leiterplatte 2 bildet .

Hier ergibt sich mit den entsprechend geneigten Gehäusewänden 5 näherungsweise die Form eines Pyramidenstumpfs . Bei dem gezeigten Beispiel weist der Pyramidenstumpf eine näherungsweise rechteckige Grundfläche auf .

Die Ausrichtung der Gehäusewände 5 ist in der in Fig . 1b ) gezeigten Ausgestaltung für alle Gehäusewände 5 gleich, wobei hier j eweils der gleiche Winkel der Normalen der Gehäusewände 5 zur Normalen der Leiterplatte 2 vorliegt .

In einer weiteren, in Fig . 1c ) gezeigten Ausgestaltung ist j edoch vorgesehen, dass die Form der Gehäusewände 5 abhängig von einem Abstand der j eweiligen Gehäusewand 5 zur Antennenanordnung 3 unterschiedlich ausgestaltet ist , vorzugsweise , dass Gehäusewände 5 mit einem kleineren Abstand zur Antennenanordnung 3 einen kleineren Winkel zwischen der Normalen der Gehäusewand 5 zur Normalen der Leiterplatte 2 aufweisen als Gehäusewände 5 mit einem größeren Abstand zur Antennenanordnung 3 . Die Form der Gehäusewände 5 kann hier auf die j eweiligen Anforderungen an die Reflexion auf Grundlage der Position der Antennenanordnung 3 zwischen den Gehäusewänden 5 angepasst werden, insbesondere wenn die Antennenanordnung 3 nicht mittig zwischen den Gehäusewänden 5 angeordnet ist . Unter einem Abstand zwischen Antennenanordnung 3 und Gehäusewand 5 wird hier die kürzeste Verbindung zwischen der Antennenanordnung 3 und Gehäusewand 5 verstanden .

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Antennenanordnung 3 an das Radom 9 angrenzt , vorzugsweise , dass das Radom 9 die Antennenanordnung 3 hält .

Uber eine besonders nahe Anordnung der Antennenanordnung 3 zum Radom 9 können Störeinflüsse durch die Gehäusewände 5 weiter minimiert werden .

Denkbar ist ebenfalls , dass die Radaranordnung 1 am Radom 9 angeordnet ist , wobei auf die beschriebene Ausgestaltung der Gehäusewände 5 verzichtet wird . Of fenbart wird entsprechend eine Radaranordnung 1 für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Antennenanordnung 3 , mit einer Steuereinheit 4 , welche die Antennenanordnung 3 zum Senden und Empfangen von Radarstrahlen betreibt , mit einem Gehäuse 5 aufweisend einen Gehäusegrundkörper 6 und eine durch Gehäuseseitenwände 7 des Gehäusegrundkörpers 6 gebildete Gehäuseöf fnung 8 , und mit einem auf der Gehäuseöf fnung 8 angeordneten Radom 9 . Die Antennenanordnung 3 grenzt an das Radom 9 an, wobei das Radom 9 vorzugsweise die Antennenanordnung 3 hält .

Weiter of fenbart wird ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Radaranordnung 1 gemäß mindestens einer der beschriebenen Ausgestaltungen .