BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft einen Radarsensor für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, wobei der Radarsensor eine Steuereinheit, eine Antennenanordnung und eine Reflektoreinrichtung zur Reflektion von gesen deten Radarsignalen der Antennenanordnung in einen Messbereich und durch die Antennenanordnung zu empfangenden Radarsignalen aus dem Messbereich aufweist, wobei die Reflektoreinrichtung einen parabolischen Reflektor aufweist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Radarsensors.

Radarsensoren werden in modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Au- tomobilen, für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt. Sie liefern ihre Radar daten dabei an weitere Fahrzeugsysteme, beispielsweise Fahrerassistenz systeme, wo die insbesondere das Umfeld des Kraftfahrzeugs beschreiben den Radardaten entsprechend ausgewertet werden können. Eine wichtige Art von Radarsensoren in diesem Zusammenhang sind die langreichweitigen Radarsensoren (LRR - Long Range Radar), welche beispielsweise für längs führende Fahrzeugfunktionen wie Automatic Cruise Control (ACC) eingesetzt werden können. Das bedeutet, die Radarsensoren werden im Kraftfahrzeug so verbaut, dass sie die Fahrbahn entlang weit vorausschauen und somit andere Verkehrsteilnehmer detektieren können. Im Fall einer ACC-Funktion können beispielsweise vorausfahrende Verkehrsteilnehmer detektiert wer den, um sich auf den gesetzlichen Mindestabstand zum vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer anzunähern und die Geschwindigkeit anzupassen. Um eine möglichst gute und gleichförmige Geschwindigkeitsanpassung zum vo rausfahrenden Verkehrsteilnehmer zu erreichen, weisen heute eingesetzte langreichweitige Radarsensoren meist eine hohe Leistung auf und fokussie ren sich in ihrem Messbereich auf den Fahrschlauch des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise wird eine hohe Reichweite und eine gute Erkennung von Objek ten gewährleistet. In einem anderen Beispiel können heckseitige Radar sensoren, insbesondere ebenso langreichweitige Radarsensoren, genutzt werden, um Radardaten über nachfolgende Verkehrsteilnehmer zu erfassen, die beispielsweise für automatische Spurwechselfunktionen zweckmäßig genutzt werden können.

In all diesen Fällen ist es jedoch von Bedeutung, die Sendeleistung, die bei spielsweise in einem hochintegrierten monolithischen Sende- und Emp fangsschaltkreis (MMIC) als Teil einer Steuereinheit des Radarsensors er zeugt werden kann, verlustarm in die Antennenelemente der Antennenan ordnung des Radarsensors zu überführen. Analog hierzu müssen empfan gene Radarsignale verlustarm und störungsimmun zum Empfänger der Steuereinheit weitergeleitet werden. Neben der reinen Energieübertragung vom MMIC zur Antennenanordnung spielt die Antennenanordnung selbst eine entscheidende Rolle für die Qualität eines Radarsensors.

Heutige MMIC-Radarschaltungen können eine Sendeleistung von 10 - 13 dBm erzeugen, was maximal ca. 20 mW entspricht. Bei der Verwendung hö herer Sendeleistungen können, insbesondere durch entstehende Wärme, Schäden in der Steuereinheit, insbesondere an Chips/integrierten Schaltkrei sen, auftreten. Mithin ist eine Erhöhung der Sendeleistung kein gangbarer Weg, um eine höhere Reichweite eines Radarsensors in einem Kraftfahr zeug zu erhalten. Auch das Zusammenschalten mehrerer MMICs ist in sei ner Wirkung begrenzt.

Bei automobilen Radaranwendungen werden unterschiedliche Arten von An tennenanordnungen eingesetzt. Dabei sind beispielsweise Patchantennen als Flächenstrahler bekannt, die einen Antennengewinn von ca. 9 dBi auf weisen. Mehrere Patchantennen können leicht zu Antennengruppen zusam mengeschaltet werden. Die Hauptabstrahlrichtung einer Antennenanordnung mit Patchantennen ist entlang der Flächennormalen der Patchantennen aus- gerichtet. Insbesondere bei mehrere Antennenelemente, hier mithin mehrere Patchantennen, umfassenden Antennenanordnungen kann dies schnell zu einer Vergrößerung der Fläche führen, die die Antennenanordnung benötigt. Dies steht in klarem Widerspruch zu dem nur beschränkt verfügbaren Bau raum innerhalb des Kraftfahrzeugs.

In einem Beispiel sind, um einen hinreichend hohen Antennengewinn zu er zeugen, vier Patchantennen vertikal aufeinander folgend anzuordnen, was bei einer Wellenlänge von 4 mm für das 77 GHz-Frequenzband wenigstens 16 mm Bauhöhe ohne Berücksichtigung des Gehäuses des Radarsensors bedeutet, nachdem jede Patchantenne eine Ausdehnung von wenigstens der Hälfte der Wellenlänge aufweisen muss. Mit den beispielhaft genannten vier Patchantennen wird ein Antennengewinn von nur 11 — 12 dBi erzielt. Um auf 15 dBi zu kommen, ist bereits eine Verdoppelung der Antennenfläche not wendig. Nachdem auch noch ein umschließendes Gehäuse gebaut wird, sind bei zweckmäßigen Radarsensoren für Kraftfahrzeuge häufig Bauhöhen größer als 40 mm, insbesondere bis zu 50 mm, notwendig.

Bauräume mit mindestens 40 mm Flöhe sind in Kraftfahrzeugen jedoch sehr selten, insbesondere in der Fahrzeugfront. Beispielsweise sind Rippen eines Kühlergrills üblicherweise 25 - 30 mm voneinander entfernt und der Schwarzdruck in einer Frontscheibe des Kraftfahrzeugs übersteigt selten 20 mm an den Rändern. Auch im Fleck sind Spoilerhöhen meist auf 15 mm be schränkt. Daraus folgt, dass es sich sehr schwierig gestaltet, langreichweiti- ge Radarsensoren mit Flächenstrahlerantennen innerhalb von Kraftfahrzeu gen zweckmäßig zu verbauen.

Ein weiterer Antennentyp sind die sogenannten Florn-Strahler. Diese Anten nenform baut meist in Richtung der Abstrahlungsrichtung auf, wobei das so genannte Florn mit zunehmendem gewünschten Antennengewinn größer wird. Insbesondere weitet sich das Florn auf und der Flornstrahler wird län ger. Auch bei derartigen Florn-Antennen in Radarsensoren kann schnell der zur Verfügung stehende Bauraum knapp werden. Insbesondere dann, wenn Antennenanordnungen mit mehreren Antennenelementen benötigt werden, tritt dieses Problem auf. Wird lediglich ein ausgedünntes Antennenarray ver wendet, das auch als schwachbesetzte Matrix bezeichnet wird, können stei gende Nebenkeulen in der Abstrahlcharakteristik auftreten, die unerwünscht für Radaranwendungen sind, da die Richtungszuordnung von detektierten Objekten dann uneindeutig wird.

DE 199 56 262 A1 betrifft ein Fahrzeugradar, bei dem die Antenneneinheit einen einzigen elektromagnetischen Strahler zum Abstrahlen der elektro magnetischen Sendewelle, einen einzigen Reflektor zum Reflektieren der elektromagnetischen Sendewelle von dem elektromagnetischen Strahler und zum Abstrahlen der elektromagnetischen Sendewelle als Strahl sowie ein Reflektorschwenkgerät zum Verschwenken des Reflektors derart, dass die Richtung des Strahls aufeinanderfolgend geändert wird, aufweist. Der Re flektor kann eine versetzte Parabolantenne mit einer Form darstellen, die durch Schneiden eines Teils eines Rotationsparaboloids erhalten wird.

DE 197 49 752 A1 betrifft ein Fahrzeugzusammenstoß-

Verhinderungssystem, das eine mit einem Fahrzeugsteuerungssensor, der eine Strahlungsquelle, einen Gelenkreflektor zum Richten von Strahlung von der Quelle in eine gewünschte Richtung, einen Gelenkmechanismus zum Ausführen der Auslenkung des Gelenkreflektors und einen Regelkreis mit geschlossener Schleife, ansprechend auf den Fahrzeugsteuerungssensor, zum Steuern des Auslenkungsmechanismus aufweist, um den Gelenkreflek tor dazu zu veranlassen, Strahlung in eine Richtung zu lenken, die im We sentlichen mit der Richtung übereinstimmt, in die das Fahrzeug dreht. Der Gelenkreflektor kann als elliptischer Paraboloid ausgeformt sein, das heißt als Schnitt eines Paraboloiden, mit einer elliptischen Außenkontur.

Auf diese Weise können scannende Radarsensoren realisiert werden, wobei aufgrund des parabolischen Reflektors der Antennengewinn gesteigert wird. Allerdings sind die entsprechenden mechanischen Aktoren komplex und be nötigen ebenso einen nennenswerten Bauraum. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bauraumeffiziente Ausgestaltung eines Radarsensors anzugeben, der einerseits eine gute Ab deckung und Reichweite bereitstellt und zugleich den im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum bestmöglich ausnutzt, ohne dass komplexe Mechaniken benötigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Radarsensor der eingangs genann ten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinheit zur Verände rung des Messbereichs durch Veränderung der Abstrahlcharakteristik und/oder der Empfangscharakteristik, insbesondere durch Beamsteering und/oder Beamforming, bei der Ansteuerung der Antennenanordnung derart ausgebildet ist, dass verschiedene, unterschiedlichen Messbereichen ent sprechende Reflexionsbereiche der Reflektoreinrichtung genutzt werden.

Es wird mithin vorgeschlagen, ebenso eine Umlenkung der Radarsignale anhand einer Reflektoreinrichtung vorzunehmen, allerdings das Erschließen unterschiedlicher Messbereiche nicht von einer mechanischen Aktorik ab hängig zu machen, sondern unterschiedliche Reflexionsbereiche der Reflek- tionseinrichtung durch eine Veränderung der Abstrahlcharakteristik, insbe sondere durch Beamsteering, und/oder der Empfangscharakteristik, insbe sondere durch Beamforming, zu erreichen. Mit anderen Worten kann bei spielsweise die abgestrahlte Radarkeule so positioniert werden, dass ein bestimmter Reflexionsbereich der Reflektoreinrichtung ausgeleuchtet wird, was aufgrund der reflektierenden Eigenschaften einen bestimmten Messbe reich zur Folge hat. Andererseits können beispielsweise durch Beamforming die reflektierten Radarsignale aus einem bestimmten Reflexionsbereich, der einem Messbereich entspricht, gewählt werden. Auf diese Weise kann eine kleinere Antennenanordnung gewählt werden, da ein durch die verschiede nen Messbereiche gebildeter Gesamt-Erfassungsbereich durch eine ent sprechende Wahl von Reflexionsbereichen der Reflektoreinrichtung ebenso bereitgestellt werden kann. Zudem erlaubt die Umlenkung der Radarsignale durch die Reflektoreinrichtung eine veränderte geometrische Lage der An tenneneinrichtung, was zu einer vorhandene Bauräume im Kraftfahrzeug effizienter nutzenden Ausgestaltung des Radarsensors genutzt werden kann. Bei dem Radarsensor handelt es sich bevorzugt um einen langreichweitigen Radarsensor (Long Range Radar - LRR), dessen Radardaten beispielswei se durch ein längsführendes Fahrerassistenzsystem genutzt werden können.

Die Paraboloidform der Reflexionsfläche des Reflektors ist dabei zweckmä ßigerweise so ausgestaltet, dass der Antennengewinn durch eine Bündelung erhöht wird. Dabei kann die Gesamt-Abstrahlcharakteristik, mithin das Strah lungsdiagramm, der Antennenanordnung so ausgelegt werden, dass es op timal den Reflektor als Paraboloid ausleuchtet. Durch die Formgebung des Reflektors als Parabolspiegel wird nicht nur eine Umlenkung der Radarsigna le ermöglicht, sondern es tritt auch eine Bündelung auf. Dabei wird bei einer starken Bündelung der Strahlungscharakteristik von einem hohen Antennen gewinn gesprochen. Eine als Primärstrahler wirkende Patchantenne als An tennenelement einer Antennenanordnung weist beispielsweise einen Anten nengewinn von ca. 9 dBi auf. Nutzt man nun einen Parabolspiegel als Re flektor der Reflektoreinrichtung, führt die Bündelung zu einer erheblichen An tennengewinnsteigerung auf beispielsweise 25 - 35 dBi.

Nachdem die Erfindung ein elektronisch schwenkbares Radarsystem ohne mechanische Vorrichtung beschreibt, ist zudem ein einfacher Aufbau mög lich. Mit anderen Worten sieht die vorliegende Erfindung insbesondere vor, dass die Steuereinheit zur Einstellung aller von dem Radarsensor zu nutzen den Messbereiche allein durch Veränderung der Abstrahlcharakteristik und/oder der Empfangscharakteristik, insbesondere mittels Beamsteering und/oder Beamforming, ausgebildet ist, das bedeutet, keine mechanischen Anteile erforderlich sind.

Es wird mithin ein Radarsensor bereitgestellt, der wenigstens einen speziell ausgeformten, parabolischen Reflektor als Teil einer Reflektoreinrichtung aufweist, die Strahlungsenergie der Antennenanordnung bzw. reflektierter Radarsignale umlenkt und im Sendefall bündelt. Durch die Umlenkung kann eine andere Formgebung/ein anderer Aufbau des Radarsensors erfolgen, um andere und neue Bauräume zu erschließen. Neben der Umlenkung in eine andere Abstrahlrichtung erfolgt auch eine Bündelung und damit ein er höhter Antennengewinn.

Die Steuereinheit kann zweckmäßigerweise einen MMIC-Chip umfassen, der die Sendeleistung bereitstellt. Beispielsweise kann der MMIC-Chip eine Sen deleistung von 10 - 13 dBm bereitstellen. Dies liegt noch deutlich unterhalb gesetzlich vorgeschriebener Höchst-Sendeleistungen, in einem Beispiel 55 dBm. Sollte diese gemäß dem Stand der Technik bei einer Verwendung von Patchantennen als Antennenelementen einer Antennenanordnung erreicht werden, ohne dass die erfindungsgemäße Reflektoreinrichtung verwendet wird, wäre eine Zusammenschaltung zu einem Antennenarray von mehr als 100 Antennenelementen notwendig. Bei einer Größe von 2 mm pro Anten nenelement im 77 GHz-Band und einem Antennenabstand von 2 mm zuei nander wären 400 mm oder, mit anderen Worten, eine Größe des Radar sensors von 40 cm notwendig, so dass ein in modernen Kraftfahrzeugen nicht vorhandener Bauraum benötigt würde.

Nachdem gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch ein parabolischer Re flektor als Teil der Reflektoreinrichtung verwendet wird, wird die initiale Strah lungsleistung gebündelt und so die Antennenleistung je nach Größe des Re flektors auf bis zu 40 dBi erhöht, so dass auf einfache Weise näher an Leis tungsobergrenzen gesetzlicher Vorgaben herangekommen werden kann. Versuche haben gezeigt, dass sich bei einer Reflektorgröße von nur 16 mm Durchmesser bereits eine Antennengewinnsteigerung auf 32 dBi im 77 GHz- Band, also dem automobilen Radarband von 76 bis 81 GHz, ergibt.

Dabei kann, allgemein gesagt, die Reflektorhöhe insbesondere zwischen 8 und 20 mm liegen. Dabei kann die Größe des Reflektors, konkret der Durchmesser des Paraboloiden, von der zur Verfügung stehenden Bau raumhöhe im Kraftfahrzeug abhängig gemacht werden. Stehen beispielswei se nur 12 mm Bauhöhe zur Verfügung, beispielsweise in einem Heckspoiler oder unterhalb eines Frontscheinwerfers, kann immer noch ein Antennenge winn von ca. 24 dBi mit einem als Parabolspiegel ausgebildeten Reflektor von 10 mm Durchmesser erzielt werden. Dieser Antennengewinn ist immer noch um 6 dB höher als bei derzeitigen Flächenstrahlerarrays mit ca. 12 - 15 dBi, was die doppelte Radar-Erfassungsreichweite bedeutet, ohne Bauraum einschränkungen zu erleiden.

Die Verwendung eines parabolischen Reflektors im Rahmen der vorliegen den Erfindung bringt auch weitere Vorteile mit sich, wie die im Folgenden diskutierten Ausführungsformen darstellen werden. Insbesondere können Verbesserungen hinsichtlich des Wirkbereichs (also der möglichen Messbe reiche) des Radarsensors, der Richtungsagilität, der Polarisationsagilität und der Störimmunität erzielt werden.

Einer der großen Vorteile der vorliegenden Erfindung ist die effektive Bau raumausnutzung in Kraftfahrzeugen durch neuartige Ausgestaltungen des Radarsensors. So erlaubt die vorliegende Erfindung insbesondere eine Aus gestaltung des Radarsensors derart, dass die Ausdehnung auf der Abstrah lungsseite kleiner als die Ausdehnung wenigstens einer, insbesondere bei der, anderen Seite des Radarsensors ist. Insbesondere kann der Radar sensor ein rechteckiges Gehäuse aufweisen, dessen Außenfläche auf der Abstrahlungsseite kleiner als die Ausdehnung wenigstens einer anderen Sei te, insbesondere beider anderen Seiten, ist. Die Wanddicke eine derartigen Gehäuses kann beispielsweise 1 mm betragen.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Radarsensor eine die, insbesondere flächi ge, Antennenanordnung tragende Leiterplatte aufweist, deren Flächennor male im Wesentlichen senkrecht zu der Abstrahlrichtung des Radarsensors ausgerichtet ist und/oder auf der auf einer Abstrahlseite der Antennenanord nung die Reflektoreinrichtung angeordnet ist. Während es bislang notwendig war, dass sich die flächige Antennenanordnung bei Kraftfahrzeugen auf der Abstrahlseite des Radarsensors befindet, mithin die Größe der Antennenan ordnung den dort benötigten Bauraum, insbesondere die Einbauhöhe, mas siv beeinflusst hat, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung andere An ordnungen der Antennenelemente der Antennenanordnung möglich. Dies gelingt durch die Veränderung des Signalweges durch die mittels der Reflek- toreinrichtung bereitgestellten Reflexionsflächen. Im Rahmen der vorliegen den Erfindung ist es somit möglich, eine Leiterplatte bzw. ein Substrat wie üblich mit den Bauelementen, die für einen Radarsensor notwendig sind, insbesondere auch Bauelementen der Steuereinheit, zu bestücken. Zu die ser bestückten Leiterplatte kommt die Reflektionseinrichtung mit dem para bolischen Reflektor, der über der auf der Leiterplatte realisierten Schaltung samt Antennenanordnung positioniert wird, aber dazu führt, dass die Radar signale nicht senkrecht zur Leiterplatte abgestrahlt werden, sondern im We sentlichen entlang der Ausrichtung der Leiterplatte. Somit ergibt sich ein we sentlich kleinerer Bauraum-Platzbedarf in der kritischen Höhenrichtung. An ders ausgedrückt wird die Formgebung des Radarsensors von flächig in Wir krichtung zu schmalseitig in Wirkrichtung geändert und aufgrund der Ver wendung des parabolischen Reflektors zudem eine höhere Reichweite er zielt.

Dies ist, wie bereits angedeutet wurde, immer dann zweckmäßig, wenn nur geringe Bauhöhen zur Verfügung stehen, beispielsweise in einem Heckspoi ler oder unterhalb eines Frontscheinwerfers. Ein anderes Beispiel ist die An ordnung zwischen einzelnen Rippen eines Kühlergrills oder hinter einem ab gedunkelten Bereich einer Frontscheibe.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Radar sensors kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der verschiedenen Reflexionsbereiche Unterbereiche des parabolischen Reflektors sind. Wer den unterschiedliche Unterbereiche des parabolischen Reflektors angestrahlt bzw. zum Empfang weitergeleitet, resultieren unterschiedliche Messbereiche, da unterschiedliche (Teil-) Reflexionseigenschaften in den unterschiedlichen Reflexionsbereichen vorliegen. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, einen scannenden Radarsensor zu realisieren, so dass zweckmäßigerweise die Steuereinheit zum Betrieb des Radarsensors als scannender Radar sensor ausgebildet sein kann. Hierzu kann konkret vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zur Ansteuerung der Antennenanordnung zum Überstreifen einer Trajektorie aufeinanderfolgender Reflexionsbereiche auf dem paraboli schen Reflektor ausgebildet ist. Beispielsweise können die Reflexionsberei- che von links nach rechts über den parabolischen Reflektor zeitlich verändert gewählt werden, so dass der Messbereich einen gewünschten, durch das Scannen zu erreichenden Erfassungsbereich von rechts nach links durch läuft. Vorzugsweise sind in diesem Zusammenhang mehrere als Sendean tennen zu verwendende Antennenelemente vorhanden, so dass durch Pha senveränderung, insbesondere mittels Phasenschiebern, für die Antennene lemente die primäre Abstrahlcharakteristik bzw. die Empfangscharakterisktik verändert werden kann, insbesondere im Sinne einer Richtungsschwenkung in einem bestimmten Winkelbereich, beispielsweise von ± 15°. So kann die kombinierte Strahlungscharakteristik nach Durchlaufen des parabolischen Reflektors einen bestimmten Erfassungsbereich, der auch als Wirkbereich bezeichnet werden kann, abscannen. Dabei ist darauf zu achten, dass eine Richtungsänderung beispielsweise nach links bezüglich der Antennenanord nung eine Richtungsänderung invers nach rechts nach Reflexion durch den parabolischen Reflektor bewirkt. Dies wird in der Steuereinheit, beispielswei se konkret der Ansteuersoftware bzw. Auswertesoftware, entsprechend be rücksichtigt, um eine korrekte Auswertung zu erreichen, insbesondere kor rekte Winkelzuordnungen zu erlauben.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung in diesem Kontext sieht auch vor, dass die Steuereinheit zur Ansteuerung der Antennenanordnung zum gleich zeitigen Überstreifen unterschiedlicher Trajektorien aufeinanderfolgender Reflexionsbereiche auf demselben Reflektor und zur Kennzeichnung der Radarsignale der jeweiligen, gleichzeitig genutzten Reflexionsbereiche aus gebildet ist. Auf diese Weise können beispielsweise zwei gegenläufige Scan richtungen realisiert werden. Während eine Radarkeule beispielsweise nach rechts schwenkt, kann eine andere Radarkeule nach links synchron schwen ken. Dabei wird zweckmäßig eine geeignete Kodierung der Radarsignale vorgenommen, um die von einem Objekt reflektierten Radarsignale der un terschiedlichen Radarkeulen zu trennen bzw. zu erkennen. Eine beispielhafte Variante zur Kodierung von Radarsignalen beim gleichzeitigen Senden ist beispielsweise in DE 10 2016 216 176 A1 beschrieben. Die Verwendung mehrerer synchroner Scantrajektorien hat den Vorteil, dass kein Blindbereich während des Scanvorgangs entsteht. Insbesondere dann, wenn beide Ra- darkeulen mittig stehen, ergibt sich eine Verdoppelung der Sendeleistung durch Überlagerung und damit eine noch größere Reichweite in einer Vor zugsrichtung. Dies kann genutzt werden, um beispielsweise in einer Haupt- abstrahlrichtung als Vorzugsrichtung besonders weit oder „detektionssicher“ zu sein, während die restlichen Anteile des durch die einzelnen Messberei che gebildeten Erfassungsbereichs mit einer Normalreichweite erfasst wer den. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass für wenigstens einen Teil der gleichzeitig ausgeleuchteten Reflexionsbereiche überlappende Messbereiche vorliegen und/oder beide Radarkeulen im Vorzugsbereich auf denselben Messbereich ausgerichtet werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Reflektoreinrichtung mehrere parabolische, auf bestimmte Messbereiche ausgerichtete Reflektoren aufweist, wobei die Reflexionsbereiche zumindest teilweise auf unterschiedlichen Reflektoren liegen. Das bedeutet beispielsweise, dass zu jedem ersten Reflexionsbe reich, der auf einem ersten parabolischen Reflektor liegt, wenigstens ein zweiter Reflexionsbereich existiert, der auf einem anderen der parabolischen Reflektoren liegt. In einer Ausgestaltung mit mehreren Reflektoren ist es also möglich, Radarkeulen der Antennenanordnung auf unterschiedliche parabo lische Reflektoren zu richten bzw. von unterschiedlichen parabolischen Re flektoren zu empfangen. Diese Reflektoren können beispielsweise unter schiedlichen Messbereichen zugeordnet sein, wobei diese auch durch eine unterschiedliche relative Anordnung zur Antennenanordnung bzw. einer Teil antenne der Antennenanordnung, jedoch gleiche Ausrichtung der Reflek toren gegeben sein kann. Trifft beispielsweise die Radarkeule gerade auf einen durch einen Reflektor gegebenen Parabolspiegel, wird das Radarsig nal auch gerade ausgesendet, während bei einem schräg benachbarten, gleich ausgerichteten Reflektor eine Ablenkung zur Seite auftritt.

Denkbar ist es in diesem Zusammenhang auch, dass die Antennenanord nung unterschiedlichen Reflektoren zuordenbare Teilantennen aufweist, wo bei die Steuereinheit zum Ansteuern der Teilantennen zum gleichzeitigen Senden unter Nutzung der jeweils zugeordneten Reflektoren ausgebildet ist. Eine Antennenanordnung kann also beispielsweise zwei benachbarte Reflek toren der Reflektoreinrichtung ausleuchten und somit beispielsweise eine linksseitige und eine rechtsseitige Überwachung, mithin einen linksseitigen und einen rechtsseitigen Messbereich, realisieren, wobei nur eine initiale An tennenanordnung benötigt wird. Denkbar ist es in diesem Zusammenhang auch, dass wenigstens ein Reflexionsbereich Anteile wenigstens zweier Re flektoren umfasst, so dass auch in diesem Sinne ein gleichzeitiges Umlenken des Signalwegs für unterschiedliche, räumliche getrennte Messbereiche er möglicht wird.

Allgemein sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass der konkreten Ausfor mung des wenigstens einen parabolischen Reflektors eine bedeutende Rolle zukommt. Durch die Formgebung können die Abstrahlrichtung und die Messbereiche des Radarsensors bestimmt bzw. eingestellt werden. Zusätz lich kann die Reichweite an die Bedürfnisse angepasst werden und, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, Störungen können we nigstens teilweise ausgeblendet werden. Die Größe und Formgebung des parabolischen Reflektors bestimmt ferner die Sensorabmaße und somit den notwendigen Bauraum. Die eigentliche Antennenanordnung verliert demge genüber etwas an Bedeutung, wobei es allerdings zweckmäßig ist, sie so auszugestalten, dass sie die Reflektorfläche des wenigstens einen paraboli schen Reflektors bestmöglich ausleuchten kann, also nicht zu gering, so dass keine wertvolle Reflektorfläche vergeudet wird, und nicht zu breit, um keine Strahlungsenergie über die Ränder des parabolischen Reflektors hin aus zu verschwenden.

Konkret kann vorgesehen sein, dass die Antennenanordnung wenigstens ein als Patchantenne und/oder dielektrische Resonatorantenne und/oder Schlitzantenne ausgebildetes Antennenelement aufweist. Zweckmäßiger weise wird dabei eine Ausgestaltung gewählt, in der die Antennenanordnung mehrere, ein Antennenarray bildende Antennenelemente aufweist, um Beamsteering und/oder Beamforming, wie grundsätzlich bekannt, zu ermög lichen. Besonders bevorzugt sind im Zusammenhang der vorliegenden Erfin- düng Schlitzantennen und/oder dielektrische Resonatorantennen, die sehr klein realisiert werden können und wenig aufwändig in der Herstellung sind.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das wenigstens ein als Schlitzantenne ausgebildetes Antennenelement in einem insbesondere substratintegrierten Wellenleiter ausgebildet ist. Insbesondere werden also Schlitzantennen in einem sub stratintegrierten Wellenleiter (SIW) als Antennenarray verwendet. Die Wel lenleiter können dabei beispielsweise in die bereits erwähnte Leiterplatte in tegriert sein. Schlitzantennen haben den Vorteil, bereits einen guten Anten nengewinn von beispielsweise 9 dBi als Initialstrahler aufzuweisen. Ein Pa- raboloid kann durch ein Antennenarray aus Schlitzantennen mit 95 - 90 % Ausleuchtungsfläche bestmöglich ausgenutzt werden, so dass eine deutliche Antennengewinnsteigerung, beispielsweise auf ca. 34 dBi, erzielt werden kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorge sehen sein, dass die Steuereinheit zum Betrieb der Antennenanordnung zur polarimetrischen Messung ausgebildet ist, insbesondere zur gleichzeitigen Ausleuchtung des selben Messbereichs mit unterschiedlich polarisierten Ra darsignalen. Wird eine Antennenanordnung verwendet, mit der Radarsignale unterschiedlicher Polarität erzeugt und gemessen werden können, kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein sogenannter „Diversity- Effekt“ genutzt werden, das bedeutet, es können zwei oder mehr Radarsig nale zu gleicher Zeit über die gleiche Antennenanordnung und unter Nutzung der gleichen Reflexionsbereiche ausgesendet und empfangen werden, so dass zu erkennende Objekte mit mehreren Polarisationen vermessen wer den können. Dabei können verschiedene Ansätze der Polarimetrie auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, beispielsweise die Betrachtung von kopolaren und kreuzpolaren Reflexionsanteilen, die durch die komplexe Formgebung von Objekten und/oder die geradzahlige oder un geradzahlige Anzahl der Reflexionen an unterschiedlichen Stellen, bei spielsweise auch Bodenreflexionen, Leitplanken, weitere Kraftfahrzeuge und dergleichen, beeinflusst werden. Die erfindungsgemäße Antennenanordnung mit mehreren Polarisationen ist in der Lage, alle Reflexionsanteile zu verar beiten und damit die Erkennungswahrscheinlichkeit bzw. allgemein die Per formance des Radarsensors massiv zu steigern.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist auch eine verbesserte Behand lung, insbesondere Ausblendung, von Störquellen möglich. Derartige Stör quellen können beispielsweise durch andere Radarsensoren im eigenen Kraftfahrzeug oder durch andere Verkehrsteilnehmer entstehen. Nachdem ein Parabolspiegel als Reflektor verwendet wird, können durch die hohe Bündelung bereits Störungen in dem Sinne ausgeblendet werden, dass sie von deutlich geringerer Stärke sind bzw. durch eine engere Wahl des Mess bereiches überhaupt nicht mehr erfasst werden. Eine Dämpfung von Störun gen ist bei der Verwendung unterschiedlicher Polarisationen, wie oben be schrieben, im Übrigen auch dann denkbar, wenn die Polarisation gewechselt wird.

In diesem Kontext ist es auch zweckmäßig, wenn die Steuereinheit zum digi talen Beamforming beim Empfang von Radarsignalen ausgebildet ist, insbe sondere zum Ausblenden eines Raumwinkelsegments mit einer Störquelle. Bei der als Antennenarray ausgebildeten Antennenanordnung kann eine Be legungsart der Antennenelemente so gewählt werden, dass dort, wo eine Störquelle vorliegt, mithin eine Störung auftritt, eine „Nullstelle“ erzeugt wird, so dass die Störung gedämpft bzw. sogar ausgeblendet wird. Mit anderen Worten kann dafür gesorgt werden, dass Störsignale aus einem bestimmten Raumwinkelsegment nicht mehr verarbeitbar empfangen werden.

Neben dem Radarsensor betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraft fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, aufweisend wenigstens einen erfindungsgemäßen Radarsensor. Dieser kann zu einer besseren Nut zung vorhandener Bauräume ausgestaltet sein, wie bereits beschrieben wurde, so dass sich auch die bereits genannten Vorteile ergeben.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer des wenigstens einen Radarsensors verdeckt und/oder in einem eine vertikale Ausdehnung von weniger als 20 mm aufweisenden Bauraum in dem Kraftfahrzeug ver baut ist, insbesondere in einem Heckspoiler und/oder unterhalb eines Front scheinwerfers. Gerade Einbauorte mit einer geringen Einbauhöhe können durch den erfindungsgemäßen Radarsensor zweckmäßig genutzt werden, da das Antennenarray der Antennenanordnung aufgrund der Umlenkung der Signalwege durch die Reflektoreinrichtung „quer“, insbesondere also auf der Leiterplatte in einer horizontalen Ebene, verbaut werden kann, was die Höhe des Radarsensors deutlich reduzieren kann, dennoch aber die gleichen An tennengewinne und/oder Winkelauflösungsfähigkeiten erlauben kann.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb eines Ra darsensors der erfindungsgemäßen Art, wobei die Steuereinheit bei der An steuerung der Antennenanordnung den Messbereich durch Veränderung der Abstrahlcharakteristik und/oder der Empfangscharakteristik, insbesondere durch Beamsteering und/oder Beamforming, derart verändert, dass ver schiedene, unterschiedlichen Messbereichen entsprechende Reflexionsbe reiche der Reflektoreinrichtung genutzt werden. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Radarsensors gelten analog für das erfin dungsgemäße Verfahren, so dass auch mit diesen die genannten Vorteile erhalten werden können.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Funktionsweise eines erfindungsgemä ßen Radarsensors,

Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Leiterplatte eines erfindungsgemäßen Radarsensors, und

Fig. 3 ein Detail eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze wesentlicher Komponenten eines erfindungs gemäßen Radarsensors 1 sowie das entsprechende Wirkprinzip. Der Radar sensor 1 umfasst eine Leiterplatte 2, die auch als ein Substrat bezeichnet werden kann und in einem Gehäuse des Radarsensors 1 gehaltert ist. Die Leiterplatte 2 ist vorliegend mit einer Antennenanordnung 3, von der der Übersichtlichkeit halber hier nur vier Antennenelemente 4 eines Antennen- arrays aus Patchantennen gezeigt sind, bestückt, sowie mit hier nur in Form eines Chips 5 angedeuteten Komponenten einer Steuereinheit 6, die zur An steuerung der Antennenanordnung 3 zum Aussenden von Radarsignalen und zum Empfang von reflektierten, empfangenen Radarsignalen durch die Antennenanordnung 3 ausgebildet ist.

Auf der Leiterplatte 2 ist ferner eine Reflektoreinrichtung 7 mit vorliegend ei nem parabolischen Reflektor 8, der mithin die Formgebung eines Parabol spiegels aufweist, angeordnet. Die Antennenanordnung 3 strahlt hier nicht in Richtung der Flächennormalen ab, sondern auf eine Reflexionsfläche des Reflektors 8, welcher aufgrund seiner parabolischen Ausgestaltung die Ra darstrahlung bündelt, mithin den Antennengewinn erhöht, und in eine Ab strahlrichtung umlenkt, wie durch die Pfeile 9 und 10 erläutert ist, wobei die Abstrahlrichtung im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsfläche der Leiter platte 2 verläuft. Dabei können durch die Steuereinheit 6, insbesondere mit tels Beamsteering und/oder Beamforming, verschiedene Abstrahlcharakteris tiken und/oder Empfangscharakteristiken, konkret Radarkeulen, mit der An tennenanordnung 3 erzeugt werden, die jeweils einen bestimmten Reflexi onsbereich der Reflexionsfläche des Reflektors 8 ausleuchten bzw. von die sem empfangen, so dass unterschiedliche Messbereiche resultieren. Nach dem im vorliegenden Fall ein parabolischer Reflektor 8 gezeigt ist und ver schiedene Reflexionsbereiche durch verschiedene Radarkeulen genutzt werden können, wie durch die gestrichelten Pfeile 11 weiter erläutert wird, kann der Radarsensor 1 durch die Steuereinheit 6 als ein scannender Ra darsensor betrieben werden. Dabei ist es insbesondere auch möglich, mittels der Antennenanordnung 3 zwei räumlich getrennte Radarkeulen zu erzeu gen, die beispielsweise zur Realisierung von unterschiedlichen Scantrajekto- rien aufeinander zulaufende Reflexionsbereiche auf dem Reflektor 8 nutzen, so dass beide Richtungen eines Gesamt-Erfassungsbereichs durch Messbe reiche synchron abgetastet werden können und dann, wenn sich die Radar keulen in der Mitte in einem zumindest teilweise überlappenden Reflexions bereich treffen, eine weitere Verstärkung in einem Vorzugsbereich um eine Vorzugsrichtung erlauben, wo dann die Detektionssicherheit weiter erhöht ist.

Dabei kommt der Radarsensor 1 zur Veränderung eines aktuell genutzten Messbereichs mithin vollständig ohne mechanische Aktorik aus, da alle an gestrebten Messbereiche aufgrund der Ausgestaltung der Reflektoreinrich tung 7 durch Veränderung der Abstrahlcharakteristik und/oder Empfangscha rakteristik, insbesondere Beamsteering und/oder Beamforming, realisiert werden können. Mithin wurde bezüglich des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 ein elektronisches Abscannen im Gegensatz zu einem mechanischen Ab scannen, beispielsweise durch Drehung des Reflektors 8, beschrieben.

Nachdem die Hauptabstrahlrichtung, vgl. auch Pfeil 10, des Radarsensors 1 nicht länger entlang der Flächennormalen der Leiterplatte 2 liegt, kann diese letztlich horizontal verbaut werden, so dass die Höhe des Radarsensors 1 reduziert werden kann, insbesondere durch die Höhe der Reflektoreinheit 7 bestimmt wird.

Fig. 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform eines Radarsensors T in einer Aufsicht auf die entsprechende Leiterplatte 2, wobei der Übersichtlichkeit halber die Steuereinheit 6 nur schematisch angedeutet ist. In diesem Ausfüh rungsbeispiel sind die Antennenelemente 4 der Antennenanordnung 3 als Schlitzantennen eines in die Leiterplatte 2 integrierten Wellenleiters 12 aus gebildet. Der Wellenleiter 12 ist also ein sogenannter substratintegrierter Wellenleiter (SIW). Dabei können auch mehrere derartige Wellenleiter 12 genutzt werden. Die Reflektoreinrichtung 7 umfasst mehrere, gleich ausge richtete, nebeneinander angeordnete parabolische Reflektoren 8a, 8b, 8c und 8d. Ferner lässt sich die Antennenanordnung 3 in Teilantennen aufteilen, die, insbesondere auch dynamisch, unterschiedlichen der Reflektoren 8a - 8d zugeordnet werden können, um beispielsweise neben vor den Radar- sensor V liegenden Messbereichen, vgl. Pfeile 13, auch seitliche Messberei che zu realisieren, vgl. Pfeile 14. Dabei können auch gleichzeitig zwei Ra darkeulen erzeugt werden, um beispielsweise die durch die Pfeile 13 und die Pfeile 14 angedeuteten Messbereiche gleichzeitig zu nutzen und zu vermes sen.

Zweckmäßig sind die Antennenanordnungen 3 und die Steuereinheiten 6 bei den erfindungsgemäßen Radarsensoren 1, 1' auch zur Polarimetrie ausge bildet, um beispielsweise den sogenannten Diversity-Effekt nutzen zu kön nen. Dabei können beispielsweise Radarsignale unterschiedlicher Polarisati on ausgesendet und/oder empfangen werden, um anhand der entsprechen den empfangenen Polarisationen zusätzliche Informationen zu erhalten und die Detektionsperformance des Radarsensors 1, V zu erhöhen. Zudem kann bei Erkennen einer Störung auch eine Polarisationsänderung vorgenommen werden.

Die Steuereinheit 6 kann im Übrigen ferner dazu ausgebildet sein, digitales Beamforming zu nutzen, um derartige Störquellen auszublenden, mithin bei spielsweise aus bestimmten Raumwinkelsegmenten, aus denen Störungen festgestellt werden, keine Radarsignale mehr zu empfangen.

Fig. 3 zeigt ein Detail einer Frontpartie eines erfindungsgemäßen Kraftfahr zeugs 15. Dort ist zu erkennen, dass zwischen einem Frontscheinwerfer 16 und einem Stoßfängeraufbau 17 ein Verbauraum geringer Flöhe verbleibt, beispielsweise einer Flöhe von 15 mm. Dieser Verbauraum wird durch einen erfindungsgemäßen Radarsensor 1 , 1' genutzt, der mit einer niedrigen Flöhe aufgrund der Umlenkung des Signalwegs, dennoch aber hoher Reichweite ausgestaltet werden kann. Insbesondere ist der Radarsensor 1, 1' mithin ein langreichweitiger Radarsensor 1, 1 ', dessen Radardaten beispielsweise durch ein längsführendes Fahrzeugsystem, beispielsweise ein ACC-System, des Kraftfahrzeugs 15 genutzt werden können. Auch andere Verbauräume niedriger Flöhe, beispielsweise an einem Fleckspoiler, am geschwärzten Rand einer Frontscheibe und/oder zwischen Kühlerrippen, können für erfin dungsgemäße Radarsensoren 1, 1' genutzt werden.