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Patent Searching and Data


Title:
RADAR DEVICE HAVING A SHIELDING MEANS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/069244
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a radar device having: a housing (1, 2), a shielding means (5), a circuit carrier (6), an electronic circuit arrangement (8) and antennas (11). The circuit arrangement (8) has electronic components (81), at least some of the electronic components being arranged on a first side of the circuit carrier (6) and the antennas (11) being arranged on a second side of the circuit carrier (6). The shielding means (5) and the circuit carrier (6) comprising the components (81) and antennas (11) arranged thereon are enclosed by the housing (1, 2). The shielding means (5) has at least one hole (54) into which at least one of the first components (81) arranged on the first side of the circuit carrier (6) projects or through which at least one of the components (81) arranged on the first side of the circuit carrier (6) projects, while the other components arranged on the first side of the circuit carrier (6), with the exception of connection elements, are arranged completely between the first side of the circuit carrier (6) and the shielding means (5).

Inventors:
SCHULTE MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/075665
Publication Date:
April 19, 2018
Filing Date:
October 09, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HELLA GMBH & CO KGAA (DE)
International Classes:
G01S7/02; G01S7/03; G01S13/931
Foreign References:
DE102013104147A12014-10-30
US20060152406A12006-07-13
DE102012111184A12014-05-22
DE9320825U11995-02-23
EP2299582A12011-03-23
DE102013003916A12013-09-12
DE102013104147A12014-10-30
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Claims:
Patentansprüche

1 . Radareinrichtung mit einem Gehäuse (1 , 2), mit einem Abschirmmittel (5), mit einem Schaltungsträger (6), mit einer elektronischen Schaltungsanordnung (8) und mit Antennen (1 1 ), wobei die Schaltungsanordnung (8) elektronische Bauelemente (81 ) aufweist, wobei zumindest einige der elektronischen Bauelemente auf einer ersten Seite des Schaltungsträgers (6) angeordnet sind und die Antennen (1 1 ) auf einer zweiten Seite des Schaltungsträgers (6) angeordnet sind und wobei das Abschirmmittel (5) und der Schaltungsträger (6) mit den darauf angeordneten Bauelementen (81 ) und Antennen (1 1 ) von dem Gehäuse (1 , 2) umschlossen sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Abschirmmittel (5) wenigstens ein Loch (54) aufweist, in welches wenigstens eines der auf der ersten Seite des Schaltungsträgers (6) angeordneten ersten Bauelemente (81 ) hineinragt oder durch welches wenigstens eines der auf der ersten Seite des Schaltungsträgers (6) angeordneten Bauelemente (81 ) hindurchragt, während die übrigen auf der ersten Seite des Schaltungsträgers (6) angeordneten Bauelemente mit der Ausnahme von Anschlusselementen vollständig zwischen der ersten Seite des Schaltungsträgers (6) und dem Abschirmmittel (5) angeordnet sind.

2. Radareinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Bauelement (81 ) und einem Rand des Loches (54) zumindest abschnittsweise ein Spalt vorgesehen ist.

3. Radareinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauelement (81 ) an dem Rand des Loches (54) zumindest abschnittsweise anliegt.

4. Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, dass das erste Bauelement (81 ) ein Gehäuse aus einem Metall oder zumindest teilweise aus einem Metall aufweist.

5. Radareinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall des Gehäuses des ersten Bauelementes (81 ) und das Abschirmmittel (5) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

6. Radareinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall des Gehäuses des ersten Bauelementes (81 ) und das Abschirmmittel (5) elektrisch leitend mit einem Massepotential verbunden sind.

7. Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (8) mehrere erste Bauelemente (81 ) aufweist.

8. Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel mehrere Löcher aufweist.

9. Radareinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes erste Bauelement (81 ) in eines der Löcher (54) hineinragt oder durch eines der Löcher (54) hindurchragt.

10. Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einige erste Bauelemente (81 ) gemeinsam in das Loch (54) oder in eines der Löcher (54) des Abschirmmittels (5) hineinragen oder durch das Loch (54) oder durch eines der Löcher (54) des Abschirmmittels (5) hindurchragen.

1 1 . Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauelement (81 ) ein Kondensator, insbesondere ein Elko, oder die ersten Bauelemente (81 ) Kondensatoren, insbesondere Elkos sind.

12. Radareinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zu den übrigen auf der ersten Seite des Schaltungsträgers (6) angeordneten Bauelementen ein MMIC gehört.

Description:
Radareinrichtung mit einem Abschirmmittel

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Radareinrichtung mit einem mehrteiligen Gehäuse, mit einem Abschirmmittel, mit einem Schaltungsträger, mit einer elektronischen Schaltungsanordnung und mit Antennen, wobei die Schaltungsanordnung elektronische Bauelemente aufweist, wobei zumindest einige der elektronischen Bauelemente auf einer ersten Seite des Schaltungsträger angeordnet sind und die Antennen auf einer zweiten Seite des Schaltungsträgers angeordnet sind und wobei das Abschirmmittel und der Schaltungsträger mit den darauf angeordneten Bauelementen und Antennen von dem Gehäuse umschlossen sind.

Aus dem Dokument DE 10 2013 104 147 A1 ist eine derartige Radareinrichtung bekannt. Die Radareinrichtung hat eine Höhe, die durch ihren Aufbau vorgegeben ist. Zumindest das Gehäuse, das Abschirmmittel, die Bauelemente der elektronischen Schaltungsanordnung und der Schaltungsträger bestimmen die Höhe, die die Radareinrichtung wenigstens hat.

Für manche Verwendung einer derartigen Radareinrichtung ist es allerdings erforderlich, dass die Höhe der Radareinrichtung reduziert wird, damit die Radareinrichtung in ihre Einsatzumgebung, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug, integriert werden kann.

Der Erfindung lag daher das Problem zu Grunde, eine Radareinrichtung vorzuschlagen, deren Höhe reduziert ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Abschirmmittel wenigstens ein Loch aufweist, in welches wenigstens eines der auf der ersten Seite des Schaltungsträgers angeordneten ersten Bauelemente hineinragt oder durch welches wenigstens eines der auf der ersten Seite des Schaltungsträgers angeordneten Bauelemente hindurchragt, während die übrigen auf der ersten Seite des Schaltungsträgers angeordneten Bauelemente mit der Ausnahme von Anschlusselementen voll- ständig zwischen der ersten Seite des Schaltungsträgers und dem Abschirmmittel angeordnet sind.

Das Loch ermöglicht es, den Abstand zwischen einer der ersten Seite des Schaltungsträgers zugewandten Seite des Abschirmmittels und der ersten Seite des Schaltungsträgers, auf der Bauelemente der Schaltungsanordnung angeordnet sind, zu reduzieren. Das erste Bauelement, dessen Höhe den Abstand überschreitet, ragt dann in das Loch hinein oder durch das Loch hindurch. Es ist möglich, dass mehrere erste Bauelemente in ein Loch hineinragen oder durch ein Loch hindurchragen. Ebenso ist es möglich, dass für mehrere erste Bauelemente jeweils ein Loch vorgesehen ist.

Das Loch bzw. die Löcher haben vorzugsweise eine lichte Fläche, die dem Querschnitt des ersten Bauelementes bzw. der ersten Bauelemente entspricht oder ähnelt.

Das erste Bauelement kann oder die ersten Bauelemente können an dem Rand des Loches oder der Löcher zumindest teilweise anliegen und/oder zumindest teilweise einen Abstand zum Rand haben. Der Abstand kann maximal bis zu 3 mm betragen; typisch ca. 1 ,5 mm. Um die Wirkung der Abschirmung durch das Abschirmmittel nicht zu gefährden, sollte der Abstand möglichst klein sein. Andererseits sollte ein umlaufender Spalt vorgesehen sein, so dass das erste Bauelement oder die ersten Bauelemente in das Loch oder die Löcher eingeführt werden können. Durch diesen umlaufenden Spalt können Teile- und Lagetoleranzen ausgeglichen werden.

Das erste Bauelement kann ein Gehäuse aus einem Metall oder zumindest teilweise aus einem Metall aufweisen. Das Metall des Gehäuses des ersten Bauelementes kann das durch das Loch unterbrochene Abschirmmittel ergänzen und somit die Abschirmung verbessern. Vorzugsweise können das Metall des Gehäuses des ersten Bauelementes und das Abschirmmittel elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Das Metall des Gehäuses kann auch mit dem Massepotential der Radareinrichtung verbunden sein. Diese elektrisch leitende Verbindung erfolgt vorzugsweise über das Massepotential der Leiterplatte. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Gehäuse des ersten Bauelementes und dem Schaltungsträger kann über eine Lötverbin- dung zum Massepotential des Schaltungsträgers erfolgen. Die elektrisch leitende Verbindung zwischen Abschirmmittel und dem Schaltungsträger kann über eine Ver- schraubung des Schaltungsträger mit dem Abschirmmittel erfolgen.

Bei einer erfindungsgemäßen Radareinrichtung kann die Schaltungsanordnung mehrere erste Bauelemente aufweisen.

Bei einer erfindungsgemäßen Radareinrichtung kann das Abschirmmittel mehrere Löcher aufweisen.

Hat eine erfindungsgemäße Radareinrichtung ein Abschirmmittel mit mehreren Löchern und eine Schaltungsanordnung mit mehreren ersten Bauelementen, kann jedes erste Bauelement in eines der Löcher hineinragen oder durch eines der Löcher hindurchragen.

Bei einer erfindungsgemäßen Radareinrichtung können aber auch einige erste Bauelemente gemeinsam in das Loch oder in eines der Löcher des Abschirmmittels hineinragen oder durch das Loch oder durch eines der Löcher des Abschirmmittels hindurchragen.

Bei dem ersten Bauelement kann es sich um einen Kondensator, insbesondere ein Elko handeln. Sind mehrere erste Bauelemente vorhanden, können diese ersten Bauelemente wenigstens zum Teil Kondensatoren, insbesondere Elkos sein. Vorteilhaft handelt es sich bei einer integrierten monolithischen Mikrowellenschaltung (MMIC) der Schaltungsanordnung nicht um ein erstes Bauelement. Ein MMIC ist dagegen vorteilhaft eines der übrigen, auf der ersten Seite des Schaltungsträgers angeordneten Bauelemente.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Gehäuseunterteil einer erfindungsgemäßen Radareinrichtung, Fig. 2 ein Abschirmmittel der Radareinrichtung,

Fig. 3 das Abschirmmittel und ein Absorptionskörper der Radareinrichtung,

Fig. 4 das Gehäuseunterteil, das Abschirmmittel und den Absorptionskörper der

Radareinrichtung,

Fig. 5 das Gehäuseunterteil, den Schaltungsträger und Antennen der Radareinrichtung,

Fig. 6 die vollständige Radareinrichtung,

Fig. 7 eine erste Explosionsdarstellung der vollständigen Radareinrichtung.

Fig. 8 eine zweite Explosionsdarstellung der vollständigen Radareinrichtung.

Die erfindungsgemäße Radareinrichtung weist ein zweiteiliges Gehäuse 1 , 2 auf. Das Gehäuse 1 , 2 hat das Gehäuseunterteil 1 mit einem vorteilhaft angeformten Gerätestecker aus Kunststoff und einem Radom 2 als Gehäuseoberteil.

In dem Gehäuseunterteil 1 ist ein Loch vorgesehen, welches mit einer Membran 3 verschlossen ist. Die Membran 3 ist durchlässig und sorgt dadurch für einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum und der Umgebung des Gehäuses 1 , 2.. Auf einer Außenseite des Gehäuseunterteils kann ein Etikett 10 vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, dass auf der Außenseite des Gehäuseunterteils Rippen vorgesehen sind, die als Kühlrippen dienen.

Über im Beispiel drei Klebepunkte 4 ist in dem Gehäuseunterteil 1 das Abschirmmittel 5 aus Aluminium oder einem anderen Metall befestigt. Die Befestigung ist so gewählt, dass ein guter Wärmeübergang zwischen dem Abschirmmittel und dem Gehäuseunterteil hergestellt ist. Der Wärmeübergang kann zum Beispiel durch Wärmeleitpaste oder sogenannte Gap-Filler verbessert sein. Das Abschirmmittel 5 ist durch Druckgießen hergestellt (Aluminiumdruckguss). Anstelle eines Abschirmmittels, das vollständig aus Metall hergestellt ist, kann auch ein Kunststoffteil mit zumindest einer Metallschicht und ein Kunststoffteil mit eingebetteten Metallteilen oder Metallpartikeln verwendet werden. Das Abschirmmittel 5 ist wannenähnlich gestaltet und hat dadurch einen Innenraum. Dieser ist durch Stege 51 unterteilt. Durch diese Unterteilung des Innenraums und in Zusammenwirkung mit der Unterseite des Schaltungsträgers 6, der auf dem Abschirmmittel 5 mit Schrauben 7 montiert ist, sind zwei Kammern 52, 53 gebildet, eine für Hochfrequenzbauelemente und eine für Niederfrequenzbauelemente. Die Hochfrequenzbauelemente und die Niederfrequenzbauelemente sind auf der Unterseite des Schaltungsträgers 6 angeordnet, bilden eine Schaltungsanordnung 8 und ragen in die Kammern 52, 53 hinein. In die Kammer 53 für die Hochfrequenzbauelemente ist zusätzlich zu den hineinragenden Bauelementen ein Absorptionskörper 9 aus einem radarwellenabsorbierenden Kunststoff angeordnet. Der Absorptionskörper 9 ist vorteilhaft durch Kleben mit dem Gehäuseunterteil 1 verbunden. Die Verbindung ist vorteilhaft so gestaltet, dass ein guter Wärmeübergang zwischen dem Absorptionskörper 9 und dem Gehäuseunterteil 1 hergestellt ist.

Grundsätzlich ist es möglich, das Gehäuseunterteil 1 und das Abschirmmittel 5 als ein Teil herzustellen. Ein solches Teil 1 , 5 könnte aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein oder auch als Monolith gestaltet sein, zum Beispiel als Kunststoffteil mit eingelagerten Metallpartikeln.

Das Abschirmmittel 5 weist ein Loch 54 auf, das einer 8 ähnelt. In dieses Loch 54 ragen zwei nebeneinander angeordnete El kos 81 der Schaltungsanordnung 8 hinein.

Auf einer zweiten Seite des Schaltungsträgers 6 sind Antennen 1 1 , und zwar Sendeantennen und Empfangsantennen durch Leiterbahnen und weitere Metallstrukturen vorgesehen. Diese Antennen 1 1 sind durch das Radom 2 abgedeckt.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuseunterteil

2 Gehäuesoberteil/Radom

3 Membran

4 Klebepunkte

5 Abschirmmittel

51 Stege

52 Kammer

53 Kammer

54 Loch

6 Schaltungsträger

7 Schrauben

8 Schaltungsanordnung

81 Elkos

9 Absorptionskörper

10 Etikett

1 1 Antennen