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Die Erfindung betrifft eine Radarvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Fahrzeugleuchte zur Beleuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, und mit einem Radarsensor zur Detektion von Zielobjekten, die sich in der Umgebung befinden. Die Fahrzeugleuchte weist ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum für zumindest ein Leuchtmittel auf. Der Radarsensor weist eine in dem Gehäuseinnenraum angeordnete Antenneneinheit sowie ein Steuergerät auf. Die Antenneneinheit ist zum Aussenden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Radarwellen ausgebildet, während das Steuergerät zum Ansteuern der Antenneneinheit ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Radarvorrichtung.
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Radarsensoren für Kraftfahrzeuge (automotive radar sensors) sind bereits Stand der Technik und werden beispielsweise bei einer Frequenz von ca. 24 GHz oder ca. 79 GHz betrieben. Radarsensoren dienen im Allgemeinen zur Detektion von Zielobjekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und unterstützen den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs in vielfältiger Hinsicht. Radarsensoren messen einerseits den Abstand zwischen dem Zielobjekt und dem Fahrzeug. Sie messen andererseits auch sowohl die Relativgeschwindigkeit zum Zielobjekt als auch den so genannten Zielwinkel, d. h. einen Winkel zwischen einer gedachten Verbindungslinie zum Zielobjekt und einer Referenzlinie, etwa der Fahrzeuglängsachse.
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Radarsensoren werden üblicherweise hinter dem Stoßfänger platziert, beispielsweise in den jeweiligen Eckbereichen des Stoßfängers. Zur Detektion des Zielobjektes sendet der Radarsensor ein Sendesignal (elektromagnetische Wellen) aus, welches dann an dem zu detektierenden Zielobjekt reflektiert und als Radarecho durch den Radarsensor empfangen wird. Das Interesse gilt vorliegend dem so genannten Frequenzmodulations-Dauerstrich-Radarsensor („frequency modulated continues wave radar” oder „FMCW radar”), bei welchem das ausgesendete Signal mehrere Sequenzen (bursts) von frequenzmodulierten Chirpsignalen umfasst, welche eine nach dem anderen ausgesendet werden. Entsprechend beinhaltet auch das Empfangssignal des Radarsensors eine Vielzahl von Sequenzen mit jeweils einer Vielzahl von Chirpsignalen, welche im Hinblick auf die oben genannten Messgrößen verarbeitet und ausgewertet werden. Das Empfangssignal wird dabei zunächst in das Basisband herabgemischt und anschließend mittels eines Analog-Digital-Konverters in ein digitales Empfangssignal mit einer Vielzahl von Abtastwerten umgewandelt. Die Abtastwerte des Empfangssignals werden dann mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (digitaler Signalprozessor) verarbeitet, welche in den Radarsensor integriert sein kann.
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Bei dem Einbau von Radarsensoren in ein Kraftfahrzeug muss eine Reihe von Anforderungen berücksichtigt werden. Neben den elektromagnetischen Anforderungen, wie insbesondere freies Sichtfeld für die Sende- und/oder Empfangsantenne, sind die Beschränkungen aufgrund des gegebenen Designs von Karosserie und Stoßfängern enorm. Je nach Fahrzeugtyp kann es sehr schwierig sein, eine geeignete Einbauposition für einen Radarsensor zu finden, die einen ungestörten Betrieb des Sensors ermöglicht. Typische Radarsensoren sind aufgrund der integralen Ausgestaltung von Steuergerät und Antenneneinheit relativ groß, während der zur Verfügung stehende Bauraum hinter dem zugeordneten Stoßfänger relativ gering ist und bei zukünftigen Fahrzeugen auch geringer wird. Bei dem klassischen Einbauort eines Radarsensors hinter einem Stoßfänger wird der Sensor üblicherweise an der Karosserie befestigt. Mit diesem Einbauort müssen jedoch mehrere Nachteile in Kauf genommen werden: So können unterschiedliche Lacke und Lackierungsdicken die Eigenschaften des Radarsensors stark beeinträchtigen. Bei der Ausbreitung der elektromagnetischen Radarwellen durch die Lackschichten können relativ starke Dämpfungen oder Reflexionen auftreten, die das gewünschte Radarsignal stören. Ein weiterer großer Nachteil ist die empfindliche Lage des Radarsensors im Falle einer – auch noch so kleinen und unbedeutenden – Kollision. Kleine Deformationen oder Verschiebungen des Stoßfängers führen nämlich zu einer Zerstörung der ursprünglichen Kalibrierung des Radarsensors, was beispielsweise zu falschen Winkelberechnungen der Radarziele führen kann. Zusätzlich können auch designspezifische Kanten, Metallzierleisten und Ultraschallsensoren den vorhandenen Bauraum erheblich einschränken. Werden die Radarsensoren in einem Frequenzband von 76 GHz bis 81 GHz betrieben, wird sich dieses Problem gegenüber dem Frequenzbereich von etwa 24 GHz aufgrund der deutlich geringeren Wellenlänge nochmals verschärfen.
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Eine gewisse Abhilfe schaffen hier Radarvorrichtungen, bei denen der Radarsensor in einem Gehäuse einer Fahrzeugleuchte angeordnet ist, nämlich beispielsweise einer Heckleuchte oder eines Fahrzeugscheinwerfers. Eine solche Lösung ist beispielsweise aus dem Dokument
US 6 380 883 B1 bekannt. Hier sind Antennenstrukturen direkt an einem Reflektor der Fahrzeugleuchte angeordnet, während eine Steuerschaltung zur Ansteuerung des Radarsensors an der Rückseite des Reflektors und ebenfalls im Gehäuseinnenraum angeordnet ist. Eine ähnliche Lösung, bei welcher ebenfalls der vollständige Radarsensor in eine Fahrzeugleuchte integriert ist, ist beispielsweise aus dem Dokument
US 2008/0180965 A1 bekannt.
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Auch die Druckschrift
US 2005/0068251 A1 beschreibt eine Radarvorrichtung, bei welcher ein Radarsensor in eine Fahrzeugleuchte integriert ist.
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An dem bekannten Stand der Technik ist als nachteilig der Umstand anzusehen, dass heutige Radarsensoren aufgrund der eingesetzten Steuergeräte insgesamt relativ groß sind und auch im Gehäuseinnenraum einer Fahrzeugleuchte immer weniger Bauraum zur Verfügung steht. Bei heutigen Fahrzeugen ist es prinzipiell nicht mehr möglich, einen gesamten Radarsensor in die Fahrzeugleuchte zu integrieren. Einerseits werden in heutigen Steuergeräten immer mehr Anwendungen implementiert, welche anhand der Radarsignale bereitgestellt werden. Andererseits werden in die Fahrzeugleuchten auch immer mehr Leuchtmittel integriert, welche den zur Verfügung stehenden Bauraum weiterhin einschränken.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Radarvorrichtung der eingangs genannten Gattung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Radarvorrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radarvorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Radarvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Fahrzeugleuchte zur Beleuchtung einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Heckleuchte oder einen Frontscheinwerfer. Die Radarvorrichtung umfasst außerdem einen Radarsensor, welcher zur Detektion von in der Umgebung befindlichen Zielobjekten ausgebildet ist. Die Fahrzeugleuchte umfasst ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum für zumindest ein Leuchtmittel. Der Radarsensor umfasst eine in dem Gehäuseinnenraum angeordnete Antenneneinheit, welche zum Aussenden und/oder Empfangen von elektromagnetischen Radarwellen ausgebildet ist. Der Radarsensor umfasst außerdem ein Steuergerät, welches zum Ansteuern der Antenneneinheit ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Steuergerät außerhalb des Gehäuseinnenraums der Fahrzeugleuchte angeordnet ist und der Radarsensor eine Verbindungseinheit aufweist, über welche das Steuergerät durch eine Gehäusewand des Gehäuses hindurch mit der Antenneneinheit elektrisch gekoppelt ist.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Fahrzeugleuchte zwar eine hinsichtlich der Ausbreitung der elektromagnetischen Radarwellen optimale Einbauposition für einen Radarsensor darstellt, dass jedoch aufgrund der integralen Ausgestaltung des Steuergeräts und der Antenneneinheit im Stand der Technik der für die Integration eines Radarsensors benötigte Bauraum im Gehäuseinnenraum einer Fahrzeugleuchte nicht ausreichend ist. Die Erfindung geht daher den Weg, die Antenneneinheit räumlich von dem Steuergerät zu trennen und eine zusätzliche Verbindungseinheit einzusetzen, die sich durch eine Gehäusewand des Gehäuses der Fahrzeugleuchte hindurch erstreckt und die Antenneneinheit mit dem Steuergerät elektrisch bzw. kommunikationstechnisch verbindet. Da – insbesondere im Frequenzbereich um 79 GHz – die Antenneneinheit alleine besonders kompakt ausgebildet sein kann, kann sie ohne viel Aufwand und ohne bauraumspezifische Einschränkungen in dem Gehäuseinnenraum der Fahrzeugleuchte untergebracht werden, wodurch einerseits die Bauraumprobleme überwunden und andererseits auch alle Vorteile der Integration eines Radarsensors in eine Fahrzeugleuchte erzielt werden können.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Antenneneinheit ein dielektrisches Substrat aufweist, auf und/oder in welchem zumindest ein Antennenelement der Antenneneinheit angeordnet ist und welches eine hohe Dielektrizitätszahl (εr, auch unter dem Begriff „Permittivität” bekannt) beispielsweise größer als 7 aufweist. Durch die hohe Dielektrizitätszahl sind die Strukturen einer Radarantenne für kurze und mittlere Reichweiten entsprechend sehr klein, wodurch die Größe der Antenneneinheit im Vergleich zum Stand der Technik deutlich reduziert werden kann. Diese Ausführungsform ermöglicht also die Integration der Antenneneinheit in die Fahrzeugleuchte auch bei stark eingeschränkten Bauraumverhältnissen im Gehäuseinnenraum.
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Diesbezüglich hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Substrat ein LTCC-Substrat (Low Temperature Cofired Ceramic) ist, Die Antenneneinheit kann in LTCC-Technologie aufgrund der relativ hohen Dielektrizitätszahl besonders kompakt ausgeführt und somit ohne viel Aufwand in alle möglichen Fahrzeugleuchten integriert werden. Dank der LTCC-Technologie ist die Antenneneinheit also relativ klein, was den Einbau in der Fahrzeugleuchte mit der vorteilhaften Orientierung zwischen 30° bis 60° relativ zur Fahrzeuglängsachse erleichtert. Durch die Verwendung eines LTCC-Substrats lassen sich in die Antenneneinheit auch weitere elektronische Komponenten integrieren, wie beispielsweise ein Sender und/oder ein Empfänger.
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Die Antenneneinheit kann als ein Sende- und/oder Empfangsmodul ausgebildet sein, welches zusätzlich zu zumindest einem Antennenelement einen Sender zum Bereitstellen von auszusendenden elektromagnetischen Radarwellen und/oder einen Empfänger zum Aufbereiten von empfangenen elektromagnetischen Radarwellen aufweist. Zwischen dem Steuergerät einerseits und der Antenneneinheit andererseits brauchen somit über die Verbindungseinheit keine hochfrequenten elektromagnetischen Wellen übertragen zu werden, wodurch grundsätzlich keine Anforderungen an die Länge bzw. die Ausgestaltung der Verbindungseinheit hinsichtlich der Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen gestellt zu werden brauchen. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der Multifunktionalität der Antenneneinheit, welche neben dem zumindest einen Antennenelement auch elektronische Bauelemente aufweist und somit insgesamt in Form eines Tx/Rx-Moduls (Transmit Receive Module) ausgeführt ist.
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Ein derartiges Sende- und/oder Empfangsmodul kann zumindest eine der folgenden Komponenten aufweisen:
- – einen Sendeoszillator zum Erzeugen der auszusendenden Radarwellen und/oder
- – einen Sendeverstärker zum Verstärken der auszusendenden Radarwellen und/oder
- – einen Rampengenerator zum Erzeugen einer elektrischen Steuerspannung für den Sendeoszillator und/oder
- – einen rauscharmen Empfangsverstärker zum Verstärken der empfangenen Radarwellen und/oder
- – einen Empfangsmischer zum Herabmischen der empfangenen Radarwellen in ein Basisbandsignal und/oder
- – einen Basisbandverstärker zum Verstärken des Basisbandsignals und/oder
- – einen Basisbandfilter zum Filtern des Basisbandsignals und/oder
- – einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des Basisbandsignals in ein digitales Empfangssignal und/oder
- – einen Mikroprozessor zum Vorverarbeiten des digitalen Empfangssignals und zum Übermitteln des digitalen Empfangssignals an das Steuergerät und/oder
- – Filter- und/oder Schutzschaltungen für Versorgungsspannungen und/oder
- – einen Steckverbinder und/oder
- – ein Radom und/oder Gehäuse mit einer Halterung.
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Wird ein solches Sende- und/oder Empfangsmodul in LTCC-Technologie bereitgestellt, so kann das Modul auch besonders kompakt und einstückig ausgeführt werden.
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Das Steuergerät empfängt also vorzugsweise das digitale Empfangssignal und kann durch Auswertung dieses Empfangssignals verschiedenste Funktionalitäten im Kraftfahrzeug bereitstellen, durch welche der Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt wird. Diese Funktionalitäten können beispielsweise die Überwachung des Totwinkels und/oder die Spurwechselassistenz und/oder Querverkehrassistenz beinhalten. Zur Ansteuerung der Antenneneinheit kann das Steuergerät entsprechende Steuersignale an den genannten Mikroprozessor abgeben, wobei diese Steuersignale über die Verbindungseinheit übermittelt werden.
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Der Radarsensor kann eine mittlere Betriebsfrequenz aufweisen, welche in einem Wertebereich von 24 GHz bis 24,5 GHz (für Automotive nutzbare ISM-Band) oder in einem Wertebereich von 76 GHz bis 81 GHz (Automotive Radar Band) liegt und zukünftig auch in einem Wertebereich von 120 GHz bis 140 GHz zu erwarten ist.
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Vorzugsweise weist die Antenneneinheit eine Frontfläche auf, welche bevorzugt auch eine Fläche zumindest eines Antennenelements darstellt oder parallel dazu liegt und über welche die Antenneneinheit im Betrieb die elektromagnetischen Radarwellen aussendet und/oder empfängt. Die Antenneneinheit ist in dem Gehäuseinnenraum der Fahrzeugleuchte vorzugsweise mit einem Einbauwinkel zwischen der Frontfläche und der Fahrzeuglängsachse von 30° bis 60° angeordnet. Die Frontfläche der Antenneneinheit schließt also mit der Fahrzeuglängsachse einen Winkel ein, der in einem Wertebereich von 30° bis 60° liegt. Dies stellt eine besonders bevorzugte Einbauposition bzw. Ausrichtung der Antenneneinheit dar und sorgt dafür, dass der Radarsensor insbesondere auch zur Totwinkelüberwachung und/oder zur Spurwechselassistenz und/oder zur Querverkehrassistenz verwendet werden kann.
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Vorzugsweise ist das Steuergerät an einer von dem Gehäuseinnenraum abgewandten Rückseite der Gehäusewand angeordnet, durch welche sich die Verbindungseinheit hindurch erstreckt. Die Länge der Verbindungseinheit kann somit auf ein Minimum reduziert und der zur Verfügung stehende Bauraum optimal genutzt werden.
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Die Verbindungseinheit ist im Querschnitt vorzugsweise maximal so groß wie die Fläche der Antenneneinheit. Dies bedeutet, dass die Verbindungseinheit im Querschnitt kleiner oder gleich der Antenneneinheit ist.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Steuergerät integral mit einem Lichtsteuergerät der Fahrzeugleuchte ausgebildet ist, welches zum Ansteuern des zumindest einen Leuchtmittels ausgebildet ist. Es kann somit ein und dasselbe Steuergerät sowohl zur Ansteuerung der Fahrzeugleuchte als auch zur Ansteuerung des Radarsensors bzw. der Antenneneinheit verwendet werden, wodurch sich der Einsatz eines weiteren Steuergeräts mit den damit verbundenen Nachteilen hinsichtlich der Kosten und des wertvollen Bauraums erübrigt.
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Vorzugsweise ist die Antenneneinheit im Gehäuseinnenraum nicht an einem Reflektor, sondern außerhalb eines Reflektors für das Leuchtmittel angeordnet. Die Antenneneinheit ist somit außerhalb eines Lichtstrahlengangs angeordnet und beeinflusst somit nicht das von dem zumindest einen Leuchtmittel ausgehende Licht. Beispielsweise kann die Antenneneinheit zwischen einem Leuchtmittel für Abblendlicht einerseits und einem Blinker andererseits im Gehäuseinnenraum angeordnet sein. Somit kann eine optimale Ausrichtung der Antenneneinheit bezüglich der Fahrzeuglängsachse ermöglicht werden.
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Die Antenneneinheit ist vorzugsweise alleine durch die Verbindungseinheit und/oder durch die Gehäusewand des Gehäuses der Fahrzeugleuchte gehalten.
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Bevorzugt weist die Gehäusewand eine Durchgangsöffnung auf, durch welche hindurch die Antenneneinheit in den Gehäuseinnenraum eingebracht ist und durch welche sich die Verbindungseinheit hindurch erstreckt. Die Montage des Radarsensors kann somit ohne viel Aufwand vorgenommen werden, indem beispielsweise eine Einheit aus Antenneneinheit und Verbindungseinheit in die genannte Durchgangsöffnung eingesteckt und an der Gehäusewand befestigt wird.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verbindungseinheit ein Kunststoffgehäuse aufweist, in welchem elektrische Leitungen der Verbindungseinheit angeordnet, insbesondere eingegossen, sind. Dadurch ist die Verbindungseinheit besonders robust ausgebildet, so dass auch ein Trennen der elektrischen Leitungen im Betrieb des Kraftfahrzeugs verhindert werden kann.
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In dem Kunststoffgehäuse der Verbindungseinheit kann beispielsweise eine Leiterplatte angeordnet sein, welche die elektrischen Leitungen in Form von Leiterbahnen trägt und über welche somit die Antenneneinheit mit dem Steuergerät elektrisch gekoppelt ist.
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Das Kunststoffgehäuse der Verbindungseinheit kann optional auch einstückig bzw. integral mit einem Gehäuse des Steuergeräts ausgebildet sein, beispielsweise als ein integrales Gussteil. Mit einem einzigen Montageschritt kann somit der gesamte Radarsensor an der Gehäusewand der Fahrzeugleuchte befestigt werden.
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Das Gehäuse des Steuergeräts und/oder das Kunststoffgehäuse der Verbindungseinheit können auch einstückig bzw. integral mit der Gehäusewand der Fahrzeugleuchte ausgebildet sein. Dies reduziert weiterhin die Anzahl der benötigten Bauteile und verbessert die Robustheit der gesamten Radarvorrichtung.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, umfasst eine erfindungsgemäße Radarvorrichtung.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 in schematischer Darstellung einen Radarsensor einer Radarvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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3 in schematischer Darstellung die Radarvorrichtung mit dem Radarsensor gemäß 2 und einer als Scheinwerfer ausgebildeten Fahrzeugleuchte;
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4 in schematischer Darstellung einen Radarsensor einer Radarvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
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5 die Radarvorrichtung mit dem Radarsensor gemäß 4 und einer Fahrzeugleuchte; und
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6 und 7 in schematischer Darstellung Schnittansichten durch verschiedene Radarvorrichtungen.
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Ein in 1 dargestelltes Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen. In jeder Fahrzeugecke ist eine Radarvorrichtung 2a bis 2d jeweils mit einer Fahrzeugleuchte 3a bis 3d und einem zugeordneten Radarsensor 4a bis 4d angeordnet. In einen linken Frontscheinwerfer 3a ist ein Radarsensor 4a integriert, in einen rechten Frontscheinwerfer 3b ein weiterer Radarsensor 4b, in eine linke Heckleuchte 3c ein weiterer Radarsensor 4c, und in eine rechte Heckleuchte 3d ein noch weiterer Radarsensor 4d. Die Radarsensoren 4a bis 4d können gleiche bzw. identische Sensoren sein.
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Alle Radarsensoren 4 sind so angeordnet, dass ein Einbauwinkel α zwischen einer Frontfläche des jeweiligen Radarsensors 4 und einer Fahrzeuglängsachse 5 in einem Wertebereich von 30° bis 60° liegt. Entsprechend schließt die jeweilige Sensorachse 6 mit der Fahrzeuglängsachse 5 einen Winkel ein, der ebenfalls in einem Wertebereich von 30° bis 60° liegt. Die Radarsensoren 4 haben einen relativ breiten azimutalen Öffnungswinkel, der beispielsweise größer als 150° sein kann. Jeweilige azimuthale Erfassungsbereiche 7a, 7b der vorderen Radarsensoren 4a, 4b sind spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich der Fahrzeuglängsachse 5. Auch die jeweiligen azituthalen Erfassungsbereiche 7c, 7d der hinteren Radarsensoren 4c, 4d sind ebenfalls spiegelsymmetrisch zueinander bezüglich der Fahrzeuglängsachse 5. Eine die Radarsensoren 4a bis 4d umfassende Fahrerassistenzeinrichtung kann beispielsweise ein Totwinkelüberwachungssystem und/oder ein Spurhalteassistenzsystem und/oder ein Querverkehrassistenzsystem sein.
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Die Radarsensoren 4a bis 4d können beispielsweise in einem Frequenzbereich von 77 GHz bis 81 GHz oder im Frequenzbereich von 120 GHz bis 140 GHz oder aber im Frequenzbereich um 24 GHz betrieben werden. Die Radarsensoren 4a bis 4d können sogenannte Frequenzmodulation-Dauerstrich-Radarsensoren sein.
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Ein Radarsensor 4 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 2 näher dargestellt. Der Radarsensor 4 umfasst eine Antenneneinheit 8 sowie ein elektronisches Steuergerät 9 zur Ansteuerung der Antenneneinheit 8. Wie aus 2 hervorgeht, ist die Antenneneinheit 8 separat von dem Steuergerät 9 ausgebildet und über eine Verbindungseinheit 10 mit dem Steuergerät 9 elektrisch verbunden.
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Die Antenneneinheit 8 ist in Form eines Sende- und/oder Empfangsmoduls in LTCC-Technologie ausgebildet und umfasst zusätzlich zu in 2 schematisch angedeuteten Antennenelementen 11 folgende Komponenten:
- – einen Sendeoszillator zum Erzeugen der auszusendenden Radarwellen und/oder
- – einen Sendeverstärker zum Verstärken der auszusendenden Radarwellen und/oder
- – einen Rampengenerator zum Erzeugen einer elektrischen Steuerspannung für den Sendeoszillator und/oder
- – einen rauscharmen Empfangsverstärker zum Verstärken der empfangenen Radarwellen und/oder
- – einen Empfangsmischer zum Herabmischen der empfangenen Radarwellen in ein Basisbandsignal und/oder
- – einen Basisbandverstärker zum Verstärken des Basisbandsignals und/oder
- – einen Basisbandfilter zum Filtern des Basisbandsignals und/oder
- – einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln des Basisbandsignals in ein digitales Empfangssignal und/oder
- – einen Mikroprozessor zum Vorverarbeiten des digitalen Empfangssignals und zum Übermitteln des digitalen Empfangssignals an das Steuergerät 9.
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Die Verbindungseinheit 10 kann also zur Übertragung des digitalen Empfangssignals von der Antenneneinheit 8 an das Steuergerät 9 und andererseits auch zur Übertragung von Steuersignalen von dem Steuergerät 9 an die Antenneneinheit 8 dienen. Die Verbindungseinheit 10 ist dabei formstabil und eigensteif ausgeführt, so dass die Antenneneinheit 8 alleine durch die Verbindungseinheit 10 positionsstabil gehalten werden kann. Die Verbindungseinheit 10 kann ein Kunststoffgehäuse 12 aufweisen, in welches entsprechende elektrische Leitungen eingegossen sind. Alternativ kann die Verbindungseinheit 10 auch in Form eines elastischen bzw. flexiblen Kabels ausgeführt sein.
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Eine beispielhafte Radarvorrichtung 2 mit dem Radarsensor 4 gemäß 2 ist in 3 gezeigt. Zur Radarvorrichtung 2 gehört auch ein Frontscheinwerfer 3 mit einem schematisch angedeuteten Gehäuse 13. Die Antenneneinheit 8 ist dabei in einem Gehäuseinnenraum 14 zwischen einem Leuchtmittel 15 für Abblendlicht und einem Blinker 16 angeordnet. Im Gehäuseinnenraum 14 befindet sich außerdem ein Leuchtmittel 17 für Fernlicht. Während die Antenneneinheit 8 und ein Abschnitt der Verbindungseinheit 10 im Gehäuseinnenraum 14 angeordnet sind, ist das Steuergerät 9 hinter dem Frontscheinwerfer 3 angeordnet und somit außerhalb des Gehäuseinnenraums 14.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Radarsensors 4, bei welcher die Verbindungseinheit 10 bzw. das Kunststoffgehäuse 12 mit einem größeren und rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist, dessen Größe im Wesentlichen der Größe der Antenneneinheit 8 entspricht. In 4 sind zusätzlich auch Befestigungselemente 18 zur Befestigung des Radarsensors 4 am Gehäuse 13 einer Fahrzeugleuchte 3 dargestellt.
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Bei sämtlichen Ausführungsformen kann das Kunststoffgehäuse 12 der Verbindungseinheit 10 einstückig bzw. integral mit einem Gehäuse 19 des Steuergeräts 9 ausgebildet sein. Es kann sich hier um ein gemeinsames Gussteil handeln.
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Eine Radarvorrichtung 2 einschließlich eines Frontscheinwerfers 3 und des Radarsensors 4 gemäß 4 ist in 5 näher dargestellt. Auch hier ist die Antenneneinheit 8 zwischen dem Leuchtmittel 15 für Abblendlicht und dem Blinker 16 angeordnet. Während sich die Antenneneinheit 8 sowie zumindest ein Abschnitt der Verbindungseinheit 10 im Gehäuseinnenraum 14 des Gehäuses 13 befinden, ist das Steuergerät 9 bzw. sein Gehäuse 19 hinter dem Frontscheinwerfer 3 angeordnet.
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Eine Radarvorrichtung 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist in 6 gezeigt. Dargestellt ist dabei eine Schnittansicht entlang der Fahrzeughochachse. Wie aus 6 hervorgeht, umfasst das Gehäuse 13 der Fahrzeugleuchte 3 (hier Frontscheinwerfer) ein transparentes Glaselement 20 sowie eine nicht-transparente und dem Innenraum des Fahrzeugs 1 zugewandte Rückwand 21, welche eine Gehäusewand des Gehäuses 13 darstellt. In der Rückwand 21 ist eine Durchgangsöffnung 22 ausgebildet, durch welche sich die Verbindungseinheit 10 des Radarsensors 4 hindurch erstreckt. Im Ausführungsbeispiel gemäß 6 wird beispielsweise der Radarsensor 4 aus 4 eingesetzt. Bei der Montage des Radarsensors 4 wird die Antenneneinheit 8 durch die Durchgangsöffnung 22 in den Gehäuseinnenraum 14 eingebracht, bis das Steuergerät 9 in Anlage mit einer Rückseite 23 der Rückwand 21 gelangt. Der Radarsensor 4 wird über die Befestigungselemente 18 (vergleiche 4) an der Rückwand 21 befestigt. Dabei erstreckt sich die Verbindungseinheit 10 durch die Durchgangsöffnung 22 hindurch und verbindet die im Gehäuseinnenraum 14 angeordnete Antenneneinheit 8 einerseits mit dem außerhalb des Gehäuseinnenraums 14 angeordneten Steuergerät 9 andererseits.
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Optional kann das Gehäuse 19 des Steuergeräts 9 und/oder das Kunststoffgehäuse 12 der Verbindungseinheit 10 auch einstückig bzw. integral mit der Rückwand 21 ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines gemeinsamen Gussteils.
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Eine weitere Ausführungsform der Radarvorrichtung 2 ist in 7 ebenfalls in einer Schnittdarstellung gezeigt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 6 ist das Steuergerät 9 hier in einem Abstand zur Durchgangsöffnung 22 an der Rückseite 23 der Rückwand 21 befestigt und über eine als flexibles Kabel ausgebildete Verbindungseinheit 10 mit der Antenneneinheit 8 elektrisch gekoppelt. Die Antenneneinheit 8 ist hier innerhalb der Durchgangsöffnung 22 befestigt und an einem Ende der Durchgangsöffnung 22 durch die Rückwand 21 gehalten. Auch hier wird die Antenneneinheit 8 bei der Montage durch die Durchgangsöffnung 22 hindurch in den Gehäuseinnenraum 14 eingebracht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6380883 B1 [0005]
- US 2008/0180965 A1 [0005]
- US 2005/0068251 A1 [0006]
