DE102022115116A1 - Radar arrangement - Google Patents

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DE102022115116A1
DE102022115116A1 DE102022115116.6A DE102022115116A DE102022115116A1 DE 102022115116 A1 DE102022115116 A1 DE 102022115116A1 DE 102022115116 A DE102022115116 A DE 102022115116A DE 102022115116 A1 DE102022115116 A1 DE 102022115116A1
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frequency signal
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radar arrangement
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DE102022115116.6A
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Charalambos Ouzounis
Christoph Schmits
Thomas Convent
Markus Hammes
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Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
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Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
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Abstract

Beschrieben und dargestellt ist eine Radaranordnung (1) umfassend wenigstens eine mehrlagige Leiterplatte (2), wenigstens eine Antenne (3), wenigstens eine elektronische Komponente (4) zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals und wenigstens eine Leitungsstruktur (5) zur Führung des Hochfrequenzsignals zwischen der elektronischen Komponente (4) und der Antenne (3), wobei die mehrlagige Leiterplatte (2) wenigstens eine Lage aus einem Trägermaterial (6) und wenigstens eine Lage aus einem HF-Substrat (7) aufweist, wobei das HF-Substrat (7) eine Bestückungsseite (8) aufweist und wobei zumindest die elektronische Komponente (4) zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals und die Antenne (3) auf der Bestückungsseite (8) angeordnet sind und wobei eine erste Metallschicht (9), die ein elektrisches Bezugspotential aufweist, zwischen dem HF-Substrat (7) und dem Trägermaterial (6) angeordnet ist und wobei die Bestückungsseite (8) zumindest im Bereich der elektronischen Komponente (4) zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals vergossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsstruktur (5) zur Führung des Hochfrequenzsignals vollständig auf der Bestückungsseite (8) angeordnet ist und dass das HF-Substrat (7) eine Schichtdicke von wenigstens 0,2 mm aufweist, womit der Abstand zwischen der Leitungsstruktur (5) und der ersten Metallschicht (9) ebenfalls wenigstens 0,2 mm beträgt.A radar arrangement (1) is described and shown, comprising at least one multi-layer printed circuit board (2), at least one antenna (3), at least one electronic component (4) for generating and converting a high-frequency signal and at least one line structure (5) for guiding the high-frequency signal between the electronic component (4) and the antenna (3), the multi-layer circuit board (2) having at least one layer made of a carrier material (6) and at least one layer made of an HF substrate (7), the HF substrate ( 7) has an assembly side (8) and wherein at least the electronic component (4) for generating and converting the high-frequency signal and the antenna (3) are arranged on the assembly side (8) and wherein a first metal layer (9) which has an electrical has reference potential, is arranged between the HF substrate (7) and the carrier material (6) and wherein the assembly side (8) is cast at least in the area of the electronic component (4) for generating and converting a high-frequency signal, characterized in that Line structure (5) for guiding the high-frequency signal is arranged completely on the assembly side (8) and that the HF substrate (7) has a layer thickness of at least 0.2 mm, which means that the distance between the line structure (5) and the first metal layer ( 9) is also at least 0.2 mm.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Radaranordnung umfassend wenigstens eine mehrlagige Leiterplatte, wenigstens eine Antenne, wenigstens eine elektronische Komponente zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals und wenigstens eine Leitungsstruktur zur Führung des Hochfrequenzsignals zwischen der elektronischen Komponente und der Antenne,
wobei die mehrlagige Leiterplatte wenigstens eine Lage aus einem Trägermaterial und wenigstens eine Lage aus einem HF-Substrat aufweist,
wobei das HF-Substrat eine Bestückungsseite aufweist und wobei zumindest die elektronische Komponente zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals und die Antenne auf der Bestückungsseite angeordnet sind und wobei eine erste Metallschicht, die ein elektrisches Bezugspotential aufweist, zwischen dem HF-Substrat und dem Trägermaterial angeordnet ist und
wobei die Bestückungsseite zumindest im Bereich der elektronischen Komponente zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals vergossen ist.The invention is based on a radar arrangement comprising at least one multi-layer circuit board, at least one antenna, at least one electronic component for generating and converting a high-frequency signal and at least one line structure for guiding the high-frequency signal between the electronic component and the antenna,
wherein the multi-layer circuit board has at least one layer made of a carrier material and at least one layer made of an HF substrate,
wherein the HF substrate has an assembly side and wherein at least the electronic component for generating and converting the high-frequency signal and the antenna are arranged on the assembly side and wherein a first metal layer, which has an electrical reference potential, is arranged between the HF substrate and the carrier material is and
wherein the assembly side is cast at least in the area of the electronic component for generating and converting a high-frequency signal.

Bei der Konstruktion von Radaranordnungen, also von Leiterplatten, die Komponenten zur Erzeugung, zur Führung und zur Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen aufweisen, ist die Sicherheit solcher Anordnungen verknüpft mit Anforderungen hinsichtlich des Explosionsschutzes, die von solchen Anordnungen einzuhalten sind.When designing radar arrangements, i.e. circuit boards that have components for generating, guiding and emitting electromagnetic waves, the safety of such arrangements is linked to requirements regarding explosion protection that such arrangements must comply with.

Zu unterscheiden sind hier Anforderungen verschiedener Zündschutzarten, die das Risiko einer Funkenentstehung in explosionsfähiger Atmosphäre minimieren. Relevant im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere die Zündschutzart Ex i, also die Anforderungen eines eigensicheren Stromkreises, in dem kein Funke oder thermischer Effekt auftritt, der eine Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre verursachen kann, und die Zündschutzart Ex mb, also die Anforderungen einer Vergusskapselung, wobei Komponenten, die in explosionsfähiger Atmosphäre zünden könnten, in Vergussmasse eingebettet sind.A distinction must be made here between the requirements of different types of ignition protection, which minimize the risk of sparks occurring in an explosive atmosphere. Particularly relevant in the context of the present invention are the type of protection Ex i, i.e. the requirements of an intrinsically safe circuit in which no spark or thermal effect occurs that can cause an ignition of an explosive atmosphere, and the type of protection Ex mb, i.e. the requirements of an encapsulation, whereby components that could ignite in an explosive atmosphere are embedded in casting compound.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung geht es um Radaranordnungen, in denen die elektronische Komponente zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals und die Antenne, über die das Hochfrequenzsignal in den Außenraum abgestrahlt wird bzw. über die ein Hochfrequenzsignal wieder empfangen wird, auf derselben Seite der Leiterplatte angeordnet sind. Es liegt also keine ausreichende, einen Explosionsschutz gewährleistende Trennung aufgrund der Anordnung der Bauteile auf verschiedenen Seiten der Leiterplatte vor.The present invention concerns radar arrangements in which the electronic component for generating and converting the high-frequency signal and the antenna, via which the high-frequency signal is emitted into the outside space or via which a high-frequency signal is received again, are on the same side of the circuit board are arranged. There is therefore no sufficient separation to ensure explosion protection due to the arrangement of the components on different sides of the circuit board.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radaranordnung anzugeben, die einen besonders sicheren Betrieb und einen besonders hohen Explosionsschutz gewährleistet.The object of the present invention is to provide a radar arrangement which ensures particularly safe operation and particularly high levels of explosion protection.

Erfindungsgemäß wird die zuvor genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Leitungsstruktur zur Führung des Hochfrequenzsignals vollständig auf der Bestückungsseite angeordnet ist und dass das HF-Substrat eine Schichtdicke von wenigstens 0,2 mm aufweist, womit der Abstand zwischen der Leitungsstruktur und der ersten Metallschicht ebenfalls wenigstens 0,2 mm beträgt.According to the invention, the aforementioned object is achieved in that the line structure for guiding the high-frequency signal is arranged completely on the assembly side and in that the HF substrate has a layer thickness of at least 0.2 mm, which means that the distance between the line structure and the first metal layer is also at least is 0.2 mm.

Erfindungsgemäß ist also gewährleistet, dass die Leitungsstruktur auf der Bestückungsseite einen ausreichenden Abstand zu der das Bezugspotential aufweisenden Metallschicht aufweist und zwar unabhängig davon, ob die Bestückungsseite im Bereich der Leitungsstruktur vollständig vergossen ist oder der Verguss nur im Bereich der elektronischen Komponente zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals angeordnet ist.According to the invention, it is therefore ensured that the line structure on the assembly side has a sufficient distance from the metal layer having the reference potential, regardless of whether the assembly side is completely cast in the area of the line structure or the casting only in the area of the electronic component for production and conversion of the high frequency signal is arranged.

Besonders bevorzugt ist die Antenne als Hornstrahler ausgebildet, wobei der Hornstrahler vorzugsweise einen runden oder ovalen oder eine polygonalen Querschnitt aufweist.The antenna is particularly preferably designed as a horn radiator, the horn radiator preferably having a round or oval or a polygonal cross section.

Gemäß einer nächsten Ausgestaltung der Radaranordnung ist die Antenne metallisch leitfähig und potentialfrei. Hierzu weist die Antenne zumindest zu der das Bezugspotential aufweisenden Metallschicht einen ausreichenden Abstand von wenigstens 0,2 mm auf. In diesem Fall ist zur Realisierung einer explosionsgeschützten Anordnung kein Mindestabstand der Antenne zu der Leitungsstruktur einzuhalten.According to a next embodiment of the radar arrangement, the antenna is metallically conductive and potential-free. For this purpose, the antenna has a sufficient distance of at least 0.2 mm from at least the metal layer having the reference potential. In this case, no minimum distance between the antenna and the line structure needs to be maintained in order to implement an explosion-proof arrangement.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Antenne metallisch leitfähig und weist das Bezugspotential auf. Hierzu ist die Antenne mit einer das Bezugspotential aufweisenden Metallschicht verbunden.According to a further embodiment, the antenna is metallically conductive and has the reference potential. For this purpose, the antenna is connected to a metal layer that has the reference potential.

Weist die Antenne das Bezugspotential auf, so ist zur Ausbildung einer explosionsgeschützten Ausgestaltung zu gewährleisten, dass die Antenne einen ausreichenden Abstand von 0,2 mm zu der das Hochfrequenzsignal führenden Leitungsstruktur aufweist, damit sich im Betrieb keine zündfähigen Funken ausbilden können.If the antenna has the reference potential, in order to create an explosion-proof design, it must be ensured that the antenna has a sufficient distance of 0.2 mm from the line structure carrying the high-frequency signal so that no ignitable sparks can form during operation.

Besonders bevorzugt ist das Bezugspotential das Massepotential der Radaranordnung, insbesondere der elektronischen Komponente zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals.The reference potential is particularly preferably the ground potential of the radar arrangement, in particular of the electronic component for generating and converting the high-frequency signal.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist auf der Bestückungsseite eine zweite Metallschicht, die das elektrische Bezugspotential aufweist, angeordnet. Diese Metallschicht kann beispielsweise mit der Antenne verbunden sein, sodass auch die Antenne im Betrieb das Bezugspotential aufweist.According to a further embodiment, a second metal layer, which has the electrical reference potential, is arranged on the assembly side. This metal layer can, for example, be connected to the antenna so that the antenna also has the reference potential during operation.

Beispielsweise weist die Antenne sowohl zu der Leitungsstruktur als auch zu der zweiten Metallschicht einen Abstand von wenigstens 0,2 mm auf. Diese Ausgestaltung gewährleistet ebenfalls einen besonders hohen Explosionsschutz und damit einen besonders sicheren Betrieb der Radaranordnung.For example, the antenna has a distance of at least 0.2 mm from both the line structure and the second metal layer. This configuration also ensures a particularly high level of explosion protection and thus particularly safe operation of the radar arrangement.

Gemäß einer nächsten Ausgestaltung ist die Antenne mit der zweiten Metallschicht verbunden. Dadurch weist auch die Antenne im Betrieb das Bezugspotential auf.According to a next embodiment, the antenna is connected to the second metal layer. This means that the antenna also has the reference potential during operation.

Eine nächste vorteilhafte Ausgestaltung der Radaranordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Leitungsstruktur einen ersten Leiter und einen zweiten Leiter aufweist, wobei der erste Leiter das Hochfrequenzsignal von der elektronischen Komponente zur Antenne führt und wobei der zweite Leiter das von der Antenne empfangene Hochfrequenzsignal zur elektronischen Komponente führt.A next advantageous embodiment of the radar arrangement is characterized in that the line structure has a first conductor and a second conductor, the first conductor carrying the high-frequency signal from the electronic component to the antenna and the second conductor carrying the high-frequency signal received by the antenna to the electronic component leads.

Besonders bevorzugt sind der erste Leiter und der zweite Leiter über einen Richtkoppler miteinander verbunden und weisen einen gemeinsamen Führungsbereich auf. Der gemeinsame Führungsbereich ist in Ausbreitungsrichtung des von der elektronischen Komponente erzeugten Hochfrequenzsignals hinter dem Richtkoppler angeordnet, sodass das Hochfrequenzsignal über den gemeinsamen Führungsbereich in die Antenne geführt wird und ein von der Antenne empfangenes Hochfrequenzsignal über den gemeinsamen Führungsbereich und den Richtkoppler in den zweiten Leiter geführt wird. Particularly preferably, the first conductor and the second conductor are connected to one another via a directional coupler and have a common guide area. The common guide area is arranged behind the directional coupler in the direction of propagation of the high-frequency signal generated by the electronic component, so that the high-frequency signal is guided into the antenna via the common guide area and a high-frequency signal received by the antenna is guided into the second conductor via the common guide area and the directional coupler .

Gemäß einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung ist die Bestückungsseite im Bereich zwischen der elektronischen Komponente und der Antenne vollständig vergossen.According to a next preferred embodiment, the assembly side is completely cast in the area between the electronic component and the antenna.

Ein derart vollständiger Verguss gewährleistet eine besonders explosionssichere Ausbildung da auf der Bestückungsseite in explosionsgefährdeten Bereichen keine zündfähige Atmosphäre vorhanden ist.Such complete potting ensures a particularly explosion-proof design since there is no ignitable atmosphere on the assembly side in potentially explosive areas.

Besonders bevorzugt ist die Bestückungsseite zumindest in dem Bereich vergossen, in dem die Leitungsstruktur auf der Bestückungsseite angeordnet ist.Particularly preferably, the assembly side is cast at least in the area in which the line structure is arranged on the assembly side.

Zudem ist es auch besonders bevorzugt, wenn der Verguss die Leitungsstruktur zumindest bis hinter den Richtkoppler, in Ausbreitungsrichtung eines von der elektronischen Komponente erzeugten Hochfrequenzsignals gesehen, bedeckt.In addition, it is also particularly preferred if the potting covers the line structure at least up to behind the directional coupler, viewed in the direction of propagation of a high-frequency signal generated by the electronic component.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Radaranordnung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen auf die dem unabhängigen Patentanspruch nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.There are now a variety of possibilities for designing and developing the radar arrangement according to the invention. In this regard, reference is made to the patent claims subordinate to the independent patent claim and to the following description of preferred exemplary embodiments in conjunction with the drawing.

In der Zeichnung zeigen

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Radaranordnung,
  • 2 den Bereich der Auskopplung des Hochfrequenzsignals eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Radaranordnung,
  • 3 den Bereich der Auskopplung des Hochfrequenzsignals eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Radaranordnung,
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Radaranordnung in Draufsicht.
Show in the drawing
  • 1 a first exemplary embodiment of a radar arrangement,
  • 2 the area of decoupling the high-frequency signal of a second exemplary embodiment of a radar arrangement,
  • 3 the area of decoupling the high-frequency signal of a further exemplary embodiment of a radar arrangement,
  • 4 another embodiment of a radar arrangement in plan view.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Radaranordnung 1 umfassend eine mehrlagige Leiterplatte 2, eine Antenne 3, eine elektronische Komponente 4 zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals , die im dargestellten Ausführungsbeispiel als IC (Integrierter Schaltkreis) ausgebildet ist, und eine Leitungsstruktur 5 zur Führung des Hochfrequenzsignals zwischen der elektronischen Komponente 4 und der Antenne 3. 1 shows a first exemplary embodiment of a radar arrangement 1 comprising a multi-layer circuit board 2, an antenna 3, an electronic component 4 for generating and converting a high-frequency signal, which in the exemplary embodiment shown is designed as an IC (integrated circuit), and a line structure 5 for guiding the high-frequency signal between the electronic component 4 and the antenna 3.

Die mehrlagige Leiterplatte 2 weist eine erste Lage aus einem Trägermaterial 6, das im dargestellten Ausführungsbeispiel einen FR-4-Verbundwerkstoff umfasst, auf.The multi-layer printed circuit board 2 has a first layer made of a carrier material 6, which in the illustrated embodiment comprises an FR-4 composite material.

Zudem weist die mehrlagige Leiterplatte 2 eine zweite Lage aus einem HF-Substrat 7 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das HF-Substrat eine Schichtdicke von 0,2 mm auf.In addition, the multi-layer circuit board 2 has a second layer made of an HF substrate 7. In the exemplary embodiment shown, the HF substrate has a layer thickness of 0.2 mm.

Zudem weist das HF-Substrat 7 eine Bestückungsseite 8 auf. Auf der Bestückungsseite 8 sind die elektronische Komponente 4 zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals und die Antenne 3 angeordnet. Zudem ist auf der Bestückungsseite 8 die Leitungsstruktur 5 zur Führung des Hochfrequenzsignals angeordnet.In addition, the HF substrate 7 has an assembly side 8. The electronic component 4 for generating and converting the high-frequency signal and the antenna 3 are arranged on the assembly side 8. In addition, the line structure 5 for guiding the high-frequency signal is arranged on the assembly side 8.

Die Bestückungsseite 8 ist im Bereich zwischen der elektronischen Komponente 4 zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals und der Antenne 3 zum Teil vergossen. Insbesondere im Bereich des Vergusses 15 kann ein besonders guter Explosionsschutz im Betrieb gewährleistet werden, da in diesem Bereich keine zündfähige Atmosphäre vorliegt.The assembly side 8 is partially cast in the area between the electronic component 4 for generating and converting a high-frequency signal and the antenna 3. Particularly in the area of the potting 15, particularly good explosion protection can be achieved during operation be guaranteed as there is no ignitable atmosphere in this area.

Zwischen dem HF-Substrat 7 und dem Trägermaterial 6 ist eine Metallschicht 9, die das Bezugspotential der Radaranordnung 1 aufweist, angeordnet. Durch die Schichtdicke des HF-Substrats von 0,2 mm ist ein ausreichender Abstand zwischen der Leitungsstruktur 5 und der Metallschicht 9 zur Gewährleistung einer explosionsgeschützten Ausgestaltung realisiert.A metal layer 9, which has the reference potential of the radar arrangement 1, is arranged between the HF substrate 7 and the carrier material 6. Due to the layer thickness of the HF substrate of 0.2 mm, a sufficient distance is achieved between the line structure 5 and the metal layer 9 to ensure an explosion-proof design.

2 zeigt den Bereich der Auskopplung des Hochfrequenzsignals eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Radaranordnung 1. 2 shows the area of decoupling the high-frequency signal of a second exemplary embodiment of a radar arrangement 1.

Auf der Bestückungsseite 8 des HF-Substrats 7 ist eine zweite Metallschicht 10 angeordnet, die das Bezugspotential der Radaranordnung 1 aufweist.On the assembly side 8 of the HF substrate 7, a second metal layer 10 is arranged, which has the reference potential of the radar arrangement 1.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antenne 3 metallisch leitfähig und potentialfrei ausgebildet und angeordnet. Dazu weist die Antenne 3 sowohl zu der Leitungsstruktur 5 als auch zu der zweiten Metallschicht 10 einen Trennabstand von wenigstens 0,2 mm auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Trennabstand der Antenne 3 zu der Leitungsstruktur 5 dadurch realisiert, dass die Antenne 3 eine entsprechend große Öffnung aufweist, über die die Leitungsstruktur in die Antenne 3 geführt wird, damit das Hochfrequenzsignal über die Antenne 3 in den Außenraum abgestrahlt werden kann. Selbst wenn die Öffnung der Antenne 3 diese Anforderung nicht erfüllt, ist eine explosionsgeschützte Anordnung realisiert, solange die Antenne 3 den ausreichenden Abstand von 0,2 mm zu der Metallschicht 10 einhält.In the exemplary embodiment shown, the antenna 3 is designed and arranged to be metallically conductive and potential-free. For this purpose, the antenna 3 has a separation distance of at least 0.2 mm from both the line structure 5 and the second metal layer 10. In the exemplary embodiment shown, the separation distance of the antenna 3 from the line structure 5 is realized in that the antenna 3 has a correspondingly large opening through which the line structure is guided into the antenna 3 so that the high-frequency signal can be radiated into the outside space via the antenna 3 . Even if the opening of the antenna 3 does not meet this requirement, an explosion-proof arrangement is realized as long as the antenna 3 maintains the sufficient distance of 0.2 mm from the metal layer 10.

3 zeigt den Bereich der Auskopplung des Hochfrequenzsignals eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Radaranordnung 1. 3 shows the area of decoupling the high-frequency signal of a further exemplary embodiment of a radar arrangement 1.

Auf der Bestückungsseite 8 des HF-Substrats 7 ist eine zweite Metallschicht 10 angeordnet, die das Bezugspotential der Radaranordnung 1 aufweist.On the assembly side 8 of the HF substrate 7, a second metal layer 10 is arranged, which has the reference potential of the radar arrangement 1.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antenne 3 metallisch leitfähig ausgebildet und weist ebenfalls das Bezugspotential auf. Hierzu ist die Antenne 3 mit der zweiten Metallschicht 10 verbunden.In the exemplary embodiment shown, the antenna 3 is designed to be metallically conductive and also has the reference potential. For this purpose, the antenna 3 is connected to the second metal layer 10.

Zur Realisierung einer explosionsgeschützten Anordnung muss die Antenne 3 dann einen ausreichenden Abstand von wenigstens 0,2 mm zu der Leitungsstruktur aufweisen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erzeugt die Öffnung der Antenne 3 einen solchen Abstand. Dies ist in 4 detailliert dargestellt.To implement an explosion-proof arrangement, the antenna 3 must then have a sufficient distance of at least 0.2 mm from the line structure. In the exemplary embodiment shown, the opening of the antenna 3 creates such a distance. This is in 4 presented in detail.

4 zeigt eine Radaranordnung 1 in Draufsicht. Dargestellt ist die Leitungsstruktur 5, die einen ersten Leiter 11 und einen zweiten Leiter 12 aufweist, wobei der erste Leiter 11 das Hochfrequenzsignal von der elektronischen Komponente 4 zur Antenne 3 führt und wobei der zweite Leiter 12 das von der Antenne 3 empfangene Hochfrequenzsignal zur elektronischen Komponente 4 führt. 4 shows a radar arrangement 1 in a top view. The line structure 5 is shown, which has a first conductor 11 and a second conductor 12, the first conductor 11 leading the high-frequency signal from the electronic component 4 to the antenna 3 and the second conductor 12 carrying the high-frequency signal received from the antenna 3 to the electronic component 4 leads.

Der erste Leiter 11 und der zweite Leiter 12 sind über einen Richtkoppler 13 miteinander verbunden. Zudem weisen der erste Leiter 11 und der zweite Leiter 12 einen gemeinsamen Führungsbereich 14 auf, wobei das Hochfrequenzsignal über den gemeinsamen Führungsbereich in die Antenne 3 geleitet wird bzw. ein von der Antenne 3 empfangenes Hochfrequenzsignal wird über den gemeinsamen Führungsbereich 14 in den Richtkoppler 13 geleitet..The first conductor 11 and the second conductor 12 are connected to one another via a directional coupler 13. In addition, the first conductor 11 and the second conductor 12 have a common guide area 14, wherein the high-frequency signal is guided into the antenna 3 via the common guide area or a high-frequency signal received by the antenna 3 is guided into the directional coupler 13 via the common guide area 14 ..

Die Antenne 3 ist derart um die Leitungsstruktur und den Abstrahlbereich der Leitungsstruktur 5 angeordnet, dass ein Abstand von wenigstens 0,2 mm überall realisiert.The antenna 3 is arranged around the line structure and the radiation area of the line structure 5 in such a way that a distance of at least 0.2 mm is achieved everywhere.

Dargestellt ist ebenfalls eine weitere auf der Bestückungsseite angeordnete Metallschicht 10, die das Bezugspotential der Radaranordnung 1 aufweist. Auch zu dieser Metallschicht 10 weist die Leitungsstruktur 5 einen ausreichenden Abstand von 0,2 mm auf.Also shown is a further metal layer 10 arranged on the assembly side, which has the reference potential of the radar arrangement 1. The line structure 5 also has a sufficient distance of 0.2 mm from this metal layer 10.

Zudem weist die dargestellte Radaranordnung 1 einen Verguss 15 auf, der sosowohl die elektronische Komponente 4 als auch die Leitungsstruktur 5 und insbesondere den Richtkoppler 14 bis zur Antenne 3 bedeckt.In addition, the radar arrangement 1 shown has a potting 15, which covers both the electronic component 4 and the line structure 5 and in particular the directional coupler 14 up to the antenna 3.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel realisiert sowohl durch die Dimensionierung der Abstände zwischen den potentialtragenden Leitungen als auch durch den Verguss der Bestückungsseite einen besonders hohen Explosionsschutz und damit einen besonders sicheren Betrieb.The exemplary embodiment shown achieves a particularly high level of explosion protection and thus particularly safe operation both through the dimensioning of the distances between the potential-carrying lines and through the casting of the assembly side.

BezugszeichenReference symbols

11
RadaranordnungRadar arrangement
22
mehrlagige Leiterplattemulti-layer circuit board
33
Antenneantenna
44
elektronische Komponenteelectronic component
55
LeitungsstrukturManagement structure
66
TrägermaterialCarrier material
77
HF-SubstratRF substrate
88th
BestückungsseiteAssembly page
99
erste Metallschichtfirst metal layer
1010
zweite Metallschichtsecond metal layer
1111
erster Leiterfirst leader
1212
zweiter Leitersecond leader
1313
RichtkopplerDirectional coupler
1414
gemeinsamer Führungsbereichcommon management area
1515
VergussPotting

Claims (10)

Radaranordnung (1) umfassend wenigstens eine mehrlagige Leiterplatte (2), wenigstens eine Antenne (3), wenigstens eine elektronische Komponente (4) zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals und wenigstens eine Leitungsstruktur (5) zur Führung des Hochfrequenzsignals zwischen der elektronischen Komponente (4) und der Antenne (3), wobei die mehrlagige Leiterplatte (2) wenigstens eine Lage aus einem Trägermaterial (6) und wenigstens eine Lage aus einem HF-Substrat (7) aufweist, wobei das HF-Substrat (7) eine Bestückungsseite (8) aufweist und wobei zumindest die elektronische Komponente (4) zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals und die Antenne (3) auf der Bestückungsseite (8) angeordnet sind und wobei eine erste Metallschicht (9), die ein elektrisches Bezugspotential aufweist, zwischen dem HF-Substrat (7) und dem Trägermaterial (6) angeordnet ist und wobei die Bestückungsseite (8) zumindest im Bereich der elektronischen Komponente (4) zur Erzeugung und zur Umwandlung eines Hochfrequenzsignals vergossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsstruktur (5) zur Führung des Hochfrequenzsignals vollständig auf der Bestückungsseite (8) angeordnet ist und dass das HF-Substrat (7) eine Schichtdicke von wenigstens 0,2 mm aufweist, womit der Abstand zwischen der Leitungsstruktur (5) und der ersten Metallschicht (9) ebenfalls wenigstens 0,2 mm beträgt.Radar arrangement (1) comprising at least one multi-layer printed circuit board (2), at least one antenna (3), at least one electronic component (4) for generating and converting a high-frequency signal and at least one line structure (5) for guiding the high-frequency signal between the electronic component ( 4) and the antenna (3), the multilayer circuit board (2) having at least one layer made of a carrier material (6) and at least one layer made of an HF substrate (7), the HF substrate (7) having an assembly side ( 8) and wherein at least the electronic component (4) for generating and converting the high-frequency signal and the antenna (3) are arranged on the assembly side (8) and wherein a first metal layer (9), which has an electrical reference potential, between the HF substrate (7) and the carrier material (6) is arranged and the assembly side (8) is cast at least in the area of the electronic component (4) for generating and converting a high-frequency signal, characterized in that the line structure (5) for Guidance of the high-frequency signal is arranged completely on the assembly side (8) and that the HF substrate (7) has a layer thickness of at least 0.2 mm, whereby the distance between the line structure (5) and the first metal layer (9) is also at least 0 .2 mm. Radaranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (3) metallisch leitfähig und potentialfrei ist.Radar arrangement (1). Claim 1 , characterized in that the antenna (3) is metallically conductive and potential-free. Radaranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (3) metallisch leitfähig ist und das Bezugspotential aufweist.Radar arrangement (1). Claim 1 , characterized in that the antenna (3) is metallically conductive and has the reference potential. Radaranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bezugspotential das Massepotential der Radaranordnung (1), insbesondere der elektronischen Komponente (4) zur Erzeugung und zur Umwandlung des Hochfrequenzsignals, ist.Radar arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the reference potential is the ground potential of the radar arrangement (1), in particular the electronic component (4) for generating and converting the high-frequency signal. Radaranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Bestückungsseite (8) eine zweite Metallschicht (10), die das elektrische Bezugspotential aufweist, angeordnet ist.Radar arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that a second metal layer (10), which has the electrical reference potential, is arranged on the assembly side (8). Radaranordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (3) sowohl zu der Leitungsstruktur (5) als auch zu der zweiten Metallschicht (10) einen Abstand von wenigstens 0,2 mm aufweist.Radar arrangement (1). Claim 5 , characterized in that the antenna (3) has a distance of at least 0.2 mm from both the line structure (5) and the second metal layer (10). Radaranordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (3) mit der zweiten Metallschicht (10) verbunden ist.Radar arrangement (1). Claim 5 , characterized in that the antenna (3) is connected to the second metal layer (10). Radaranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsstruktur (5) einen ersten Leiter (11) und einen zweiten Leiter (12) aufweist, wobei der erste Leiter (11) das Hochfrequenzsignal von der elektronischen Komponente (4) zur Antenne (3) führt und wobei der zweite Leiter (12) das von der Antenne (3) empfangene Hochfrequenzsignal zur elektronischen Komponente (4) führt.Radar arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the line structure (5) has a first conductor (11) and a second conductor (12), wherein the first conductor (11) carries the high-frequency signal from the electronic component (4) to the antenna (3) and wherein the second conductor (12) leads the high-frequency signal received by the antenna (3) to the electronic component (4). Radaranordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter (11) und der zweite Leiter (12) über einen Richtkoppler (13) miteinander verbunden sind und einen gemeinsamen Führungsbereich (14) aufweisen.Radar arrangement (1). Claim 8 , characterized in that the first conductor (11) and the second conductor (12) are connected to one another via a directional coupler (13) and have a common guide area (14). Radaranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestückungsseite (8) im Bereich zwischen der elektronischen Komponente (4) und der Antenne (3) vollständig vergossen ist.Radar arrangement (1) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the assembly side (8) is completely cast in the area between the electronic component (4) and the antenna (3).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2595187A2 (en) 2011-11-18 2013-05-22 Delphi Technologies, Inc. Surface mountable microwave signal Transition block for microstrip to perpendicular waveguide transition
EP2963440A1 (en) 2014-06-30 2016-01-06 Krohne Messtechnik GmbH Microwave module
EP3134748B1 (en) 2014-04-22 2021-10-20 Conti Temic microelectronic GmbH Radar system for detecting sourroundings of a vehicle and printed circuit board for said radar system

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