DE10322371A1 - Radarsensor für Automobilanwendungen - Google Patents

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Abstract

Vorgestellt wird ein Radarsensor (10) für Automobilanwendungen, der gepulste Strahlung emittiert. Der Radarsensor zeichnet sich dadurch aus, dass der Radarsensor eine Antenne mit wenigstens einem schichtweise strukturierten Block (34) besitzt, der nach dem Yagi-Prinzip angeordnete Metallschichten (36, 38, 40, 42) aufweist, die jeweils durch eine dielektrische Zwischenschicht (46, 48, 50) voneinander getrennt sind, wobei wenigstens eine der Metallschichten (36, 38, 40, 42) durch ein Speisenetzwerk (18) mit einer Radarfrequenz erregt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Radarsensor für Automobilanwendungen, der gepulste Strahlung emittiert. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung eines solchen Radarsensors.
  • Solche Radarsensoren sind per se bekannt. Als Automobilanwendungen von Radarsensoren werden im Allgemeinen Anwendungen wie Einparkhilfe, Totwinkelüberwachung, Unfall-Antizipierung (Pre-Crash Sensing), Start/Stopp-Betrieb oder Fahrbetrieb mit Abstandsüberwachung und/oder Abstandsregelung (Cruise Control-Unterstützung) in Frage kommen.
  • Dabei werden für die Fahrzeugumfeldüberwachung auf der einen Seite und die Detektion weiter entfernter Objekte auf der anderen Seite in der Regel verschiedene Sensoren eingesetzt, die mit verschiedenen Radarfrequenzen arbeiten. Bei der Nahfeldüberwachung kommt es auf eine hohe Ortsauflösung (Abstand und Winkel) an, während die Winkelinformation bei größeren Entfernungen weniger wichtig ist.
  • Für eine Abstandsüberwachung mit größeren Reichweiten wird bei auf dem Markt erhältlichen Radarsensoren mit etwa 76 Gigahertz gearbeitet. Diese Frequenzen bringen jedoch den Nachteil mit sich, dass wegen der kurzen Wellenlänge, die im Mikrowellenbereich liegt, keine Standardbauteile mehr verwendbar sind.
  • Für die Nahfeldüberwachung wird dagegen der sogenannte ISM-Frequenzbereich um etwa 24 Gigahertz benutzt, in dem breitbandig ausgestrahlt werden darf. Ein breitbandiges Signal ist wünschenswert, da sich die örtliche Auflösung reflektierender Objekte, also der kleinstmögliche Abstand, bei dem zwei getrennte Objekte als getrennt erkannt werden, mit zunehmender Bandbreite verbessert. Zur weiteren Bandbreitenerhöhung werden die per se bekannten Radarsensoren in der Regel gepulst betrieben, da sich die Signalbandbreite mit kürzer werdender Pulsbreite vergrößert.
  • Der per se bekannte Radarsensor weist planar angeordnete, schlitzgekoppelte Patchantennen auf, die über eine zugeordnete Apertur in einer metallischen Massefläche und über ein zwischen Massefläche und Strahlungsfläche angeordnetes Dielektrikum von einem Speisenetzwerk des Radarsensors zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen angeregt werden. Die Abmessungen des per se bekannten Radarsensors sind mit einer Länge und Breite von einigen Zentimetern und einer Tiefe von einem bis etwa 3 cm so, dass er sich in übliche Stoßfänger von Kraftfahrzeugen integrieren lässt.
  • Unter Anwendung von Triangulations-Algorithmen und mit Hilfe von mehreren Radarsensoren können Objekte in einem weiten Winkelbereich detektiert werden. Die Richtcharakteristik der Sende- and Empfangsantennen wird dabei mit Hilfe des Interferenzprinzips geometrisch und mit Hilfe von Signal-Phasenunterschieden bzw. mit Signal-Laufzeitunterschieden durch ca. 4 bis 6 Patches (Strahlungsflächen) auf 3 dB bei einem Winkel von ca. 15-25 Grad in der einen Richtung and ca. 70 Grad in der anderen Richtung eingestellt.
  • Ein Vorteil der planaren Antennenstrukturen gegenüber konventionellen Antennen liegt darin, dass sie sich in kostengünstiger und kompakter Leichtbauweise unter Benutzung von Standardbauteilen fertigen lassen und leicht mit Mikrostreifenleitungsschaltungen integriert werden können.
  • Für kleine Objekt-Detektions-Reichweiten ist dieses kostengünstige Prinzip ausreichend.
  • Für große Entfernungen von z.B. 40 Metern zum Objekt, ist jedoch ein vergleichsweise stark gebündelter Strahl notwendig, da sich sonst Umgebungseinflüsse zu stark auswirken würden. Eine Realisierung eines stärker gebündelten Strahls mit der herkömmlichen planaren Antennentechnik auf der Bases des aktuellen Interferenzprinzips würde mehr Patches und damit einen höheren Platzbedarf erfordern. Die Antennen-Fläche würde dann die Größe des Sensors bestimmen, und die Größe der zukünftigen Sensoren würde die Größe der aktuellen Radarsensoren bei weitem überschreiten.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines preisgünstigen Radarsensors für Automobil-Anwendungen, der neben der Detektion von nahen Objekten auch die Detektion weiter entfernter Objekte unter Verwendung von Standardbauteilen mit einem einzigen Radarsensor erlaubt, dessen geometrische Abmessungen die Abmessungen des per se bekannten Radarsensors nicht wesentlich überschreitet.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Radarsensor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Radarsensor eine Antenne mit wenigstens einem schichtweise strukturierten Block besitzt, der nach dem Yagi-Prinzip angeordnete Metallschichten aufweist, die jeweils durch eine dielektrische Zwischenschicht voneinander getrennt sind, wobei wenigstens eine der Metallschichten durch ein Speisenetzwerk mit einer Radarfrequenz erregt wird.
  • Ferner wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Antenne des Radarsensors als wenigsten ein schichtweise strukturierter Block mit nach dem Yagi-Prinzip angeordneten Metallschichten hergestellt wird, die jeweils durch eine dielektrische Zwischenschicht voneinander getrennt sind und wobei wenigstens eine der Metallschichten mit einem Speisenetzwerk gekoppelt wird.
  • Durch diese Merkmale wird die Aufgabe der Erfindung vollkommen gelöst. Der erfindungsgemäße Radarsensor für Automobil-Anwendungen ist in einer kostengünstigen Weise realisierbar und kann gleichzeitig nahe and ferne Objekte detektieren. Seine Größe ist mit der des bekannten Radarsensors vergleichbar. Eine Yagi-Antenne stellt bekanntlich einen Längsstrahler aus mehreren Dipolen dar, bei dem die Ströme, die für eine gewünschte Richtwirkung erforderlich sind, durch Strahlungskopplung erzeugt werden. Durch das Ersetzen von Metall-Patches des per se bekannten Radarsensors durch eine oder mehrere geschichtete Blockstrukturen wird eine stärkere Richtwirkung erzielt.
  • Es ist bevorzugt, dass die dielektrischen Zwischenschichten jeweils aus Keramik mit einer Dielektrizitätskonstante zwischen 5 und 50 bestehen.
  • Der relativ hohe Dielektrizitätswert der Keramik verringert die Wellenlänge, so dass relativ viele Lagen zum Yagi-Prinzip beitragen können, ohne dass die Blockhöhe der Blockstrukturen zu groß wird. Auf diese Weise wird bereits mit einem einzelnen schichtweise strukturierten Block mit nach dem Yagi-Prinzip angeordneten Metallschichten eine beachtliche Richtwirkung erreicht.
  • Es ist ferner bevorzugt, dass wenigstens zwei der Metallschichten von dem Speisenetzwerk durch separate Strukturen phasengekoppelt erregt werden.
  • Bevorzugt ist auch, dass die einzelnen Schichten des schichtweise strukturierten Blocks wenigstens bereichsweise muldenförmig ausgestaltet sind.
  • Bevorzugt ist ferner, dass sich der schichtweise strukturierte Block sich mit zunehmender Entfernung von der Ankopplung an das Speisenetzwerk verjüngt.
  • Auch diese Ausgestaltungen erhöhen die Richtwirkung eines schichtweise strukturierten Blocks mit nach dem Yagi-Prinzip angeordneten Metallschichten weiter. Das gilt sowohl für jede Einzelmaßnahme als auch für jede Kombination dieser Maßnahmen.
  • Ferner ist bevorzugt, dass nahe der Einspeisung hochfrequenter elektromagnetischer Energie angeordnete Metallflächen dichter gestaffelt sind als weiter entfernt angeordnete Metallflächen.
  • Es hat sich gezeigt, dass dadurch die Anregung der weiter außen liegenden Metallflächen verbessert wird. Auch diese Maßnahme ist mit den vorstehend offenbarten bevorzugten Ausgestaltungen kombinierbar.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere der schichtweise strukturierten Blöcke zu einer Anordnung zusammengefasst sind, wobei die einzelnen Blöcke phasengekoppelt erregt werden.
  • Durch ein solches phasenrichtig erfolgendes Einspeisen von HF-(Hochfrequenz)-Energie in mehrere Blöcke kann die Richtwirkung einer LTCC-Yagi-Block-Anordnung weiter erhöht werden.
  • Weiter ist bevorzugt, dass der Radarsensor mehrere der genannten Anordnungen aufweist und dass die mehreren Anordnungen phasengekoppelt erregt werden.
  • Auch diese Ausgestaltung erhöht die Richtwirkung der Antenne weiter.
  • Bevorzugt ist auch, dass die vom Speisenetzwerk bereitgestellte Radarfrequenz 24 Gigahertz beträgt.
  • Dieses Merkmal erlaubt eine Kombination der an sich bekannten breitbandigen Nahfeldüberwachung im ISM-Frequenzbereich mit der erfindungsgemäß erzielten Detektion weiter entfernter Objekte durch gerichtete Abstrahlung.
  • Mit Blick auf Verfahren ist bevorzugt, dass die dielektrischen Zwischenschichten mit eingebetteten Metallschichten als LTCC-Schichten (Low Temperature Cofired Ceramics) erzeugt werden.
  • Die LTCC-Technologie ist zur Herstellung monolithischer keramischer Mehrschichtsysteme geeignet, in die elektrisch sehr gut leitendes Material wie metallische Schichten zu integrieren sind.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 schematisch eine Gesamtansicht eines Radarsensors für Kraftfahrzeuganwendungen;
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung des Radarsensors nach 1 mit einem inneren Aufbau, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist,
  • 3 eine schematische Schnittdarstellung eines schichtweise strukturierten Blocks, wie er bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Strahlungsflächen (Patches) der 2 ersetzt;
  • 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung eines schichtweise strukturierten Blockes nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung eines schichtweise strukturierten Blocks mit verschiedenen Schichtabständen, und
  • 7 eine schematische Darstellung eines schichtweise strukturierten Blocks mit sich in Längsrichtung verjüngendem Querschnitt.
  • Die Ziffer 10 in der 1 bezeichnet die schematische Gesamtansicht eines Radarsensors mit einem Gehäuse 12, das von einem Deckel 14 abgeschlossen wird. Die gestrichelten Linien 15 geben die Ausrichtung oder Anordnung von einzelnen Strahlungselementen innerhalb des Gehäuses 12 an. Die Ziffer 16 bezeichnet ein Anschlusselement, über das dem Radarsensor 10 beispielsweise eine Versorgungsspannung zugeführt wird und/oder über das der Radarsensor 10 Signale an Steuergeräte eines Kraftfahrzeugs ausgibt oder von einem Steuergerät Signale erhält. Der mit der Ziffer 17 bezeichnete Pfeil gibt die Richtung der Längsachse des Kraftfahrzeugs an.
  • Die Orientierung des Radarsensors 10 relativ zur Richtung 17 der Längsachse stellt eine typische Einbaulage des Radarsensors 10 bei einer Kraftfahrzeug-Anwendung dar. Die Erfindung ist aber selbstverständlich nicht auf eine solche relative Ausrichtung des Radarsensors 10 zur Richtung 17 der Längsachse des Kraftfahrzeugs beschränkt.
  • 2 zeigt einen bekannten inneren Aufbau des Radarsensors 10 nach 1 im Teilschnitt. In der 2 bezeichnet die Ziffer 18 ein Speisenetzwerk, das mit dem Anschlusselement 16 aus 1 in Verbindung steht und das auf der ersten Seite 20 eines Hochfrequenzsubstrates 22 angeordnet ist. Eine metallische Massefläche 24 ist auf der zweiten Seite 26 des Hochfrequenzsubstrates 22 angeordnet. Der Radarsensor 10 weist ferner wenigstens eine Strahlungsfläche 28 (Patch) auf, die über eine Apertur 30 in der metallischen Massefläche 24 und über ein zwischen der Massefläche 24 und der Strahlungsfläche 28 angeordnetes Dielektrikum 32 von dem Speisenetzwerk 18 zur Abstrahlung elektromagnetischer Wellen angeregt wird. Bei dem bekannten Radarsensor ist die Strahlungsfläche 28 auf dem Dielektrikum 32 angeordnet und wird daher von dem Dielektrikum 32 gestützt und getragen. Das Dielektrikum 32 ist bei dem bekannten Radarsensor in der Regel als aushärtender Schaum realisiert.
  • 3 stellt eine erste Ausgestaltung eines Strahlers mit Merkmalen eines erfindungsgemäßen Radarsensors dar. Die Ziffer 34 bezeichnet einen schichtweise strukturierten Block, der nach dem Yagi-Prinzip angeordnete Metallschichten 36, 38, 40 und 42 aufweist. Die Metallschichten 36, 38, 40 und 42 sind in dielelektrische Schichten 44, 46, 48, 50 und 52 eingebettet. Die Anordnung der Metallschichten 36, 38, 40 und 42 stellt eine Yagi-Anordnung dar.
  • Eine erste Metallschicht 36 ist über eine erste dielektrische Schicht 24, die Apertur 30 in der metallischen Massefläche 24 und das Hochfrequenzsubstrat 22 mit dem Speisenetzwerk 18 gekoppelt. Das Speisenetzwerk 18 regt elektrische Schwingungen in der ersten metallischen Fläche 36 an, die über weitere dielektrische Schichten 46, 48, und 50 die weiteren metallischen Flächen 38, 40 und 42 anregen. Durch die Yagi-Anordnung wird die Richtwirkung der von den einzelnen metallischen Flächen abgestrahlten elektromagnetischen Wellen verstärkt. Der Pfeil 54 gibt die bevorzugte Abstrahlrichtung an.
  • Ergänzend können weitere metallische Schichten mit dem Speisenetzwerk 18 gekoppelt sein. Bei phasenrichtiger Einspeisung von hochfrequenter elektromagnetischer Energie an mehreren in Abstrahlrichtung hintereinander liegenden Metallflächen 36, 38 wird die Richtwirkung eines Blocks 34 erhöht. In der 3 wird eine solche Mehrfacheinspeisung durch die zusätzlich zur Kopplung über die Apertur 30 vorhandene elektrisch leitende Verbindung eines Speisenetzwerkanschlusses 58 mit einem Anschluss 56 an einer weiteren Metallfläche 38 realisiert. Die Ziffer 60 bezeichnet ein phasenverschiebendes Element, beispielsweise eine Kapazität und/oder eine Induktivität und/oder ein gegebenenfalls steuerbares Netzwerk aus Kapazitäten und/oder Induktivitäten. Eine solche weitere Verbindung ist lediglich optional zu verstehen. Die Erfindung entfaltet ihre Wirkungen auch bereits mit der Ankopplung einer Metallfläche 36 an das Speisenetzwerk 18.
  • In der 3 sind die Metallschichten äquidistant in die Keramik eingebettet. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend, wie weiter unten näher erläutert wird.
  • Für die Herstellung der dielektrischen Schichten 44, 46, 48, 50 und 52 wird Keramikmaterial bevorzugt, da die hohe Dielektrizitätskonstante von Keramik die Wellenlänge der innerhalb des Block 34 übertragenen elektromagnetischen Wellen stark verringert. Daraus ergibt sich, dass relativ viele Metallschicht/Keramik-Wechsellagen hintereinander angeordnet werden können, ohne dass die Höhe eines Blocks 34 zu groß wird. Auf diese Weise wird bereits mit einem einzigen Block 34 eine verbesserte Richtwirkung erzielt.
  • Zur weiteren Verbesserung der Richtwirkung können mehrere solcher Yagi-Blöcke 34 miteinander zu Gruppen gekoppelt werden. Bei phasenrichtiger Ansteuerung der einzelnen Blöcke 34 innerhalb einer Gruppe ergibt sich eine konstruktive Interferenz der von den einzelnen Yagi-Blöcken 34 ausgehenden elektromagnetischen Wellen, was zu der verbesserten Richtwirkung führt. So können beispielsweise sechs oder je sechs Yagi-Blöcke längs einer oder mehrerer Linien 15 in 1 ausgerichtet sein.
  • Weiter kann die Richtwirkung dadurch erhöht werden, dass mehrere solcher phasengekoppelten Gruppen konstruktive Interferenzen erzeugen. Dabei können auch Gruppen von Patches mit Gruppen von Yagi-Blöcken zusammengefasst werden. So kann beispielsweise eine 3 × 6 Anordnung mit zwei äußeren Reihen von Patches mit einer mittleren Reihe von sechs Yagi-Blöcken kombiniert werden.
  • Jeder Block 34 wird bevorzugt mit der LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic) Technologie hergestellt.
  • Diese Technologie ist besonders gut zur Herstellung monolithischer Strukturen aus Keramik mit integrierten Metallschichten geeignet. Im Rahmen der LTCC-Technologie wird zunächst eine Keramikgrünfolie hergestellt, die einen organischen Binder enthält und die Glaskeramik aufweist. Glaskeramik besteht aus einem Keramikmaterial und einem Glasmaterial. Anschließend werden Öffnungen in der Keramikgrünfolie erzeugt und mit den späteren metallischen Schichten gefüllt. Dann werden die Keramikgrünfolien mit den metallischen Schichten übereinandergestapelt und zu einem Verbund laminiert. Der Verbund wird dann zu einem Block mit monolithischem Vielschichtaufbau gesintert.
  • Nach dem Sinterprozess ist die Antenne aus den metallischen Schichten 36, 38, 40 und 42 in der Keramik des Mehrschichtkörpers des Blocks 34 eingebettet. Die Abmessung der Antenne hängt von der (effektiven) Dielektrizitätskonstante der Keramik ab. Je höher die Dielektrizitätskonstante der Keramik ist, desto kleiner ist die Höhe des Blocks 34.
  • 4 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Radarsensors. Dabei wird in einem ersten Schritt 62 wenigstens ein schichtweise strukturierter Block 34 mit nach dem Yagi-Prinzip angeordneten Metallschichten 36, 38, 40 und 42 hergestellt, die jeweils durch eine dielektrische Zwischenschicht 46, 48, und 50 voneinander getrennt sind. Die Zahl der Metallschichten und trennenden keramischen Zwischenschichten ist nicht auf eine bestimmte Zahl festgelegt. Je höher die Zahl der Schichten ist, desto besser wird die Richtwirkung sein. Die Zahl der Schichten kann dadurch beschränkt sein, dass eine bestimmte Bauhöhe für den Radarsensor 10 einzuhalten ist.
  • Dieser Schritt 56 erfolgt bevorzugt nach der oben genannten LTCC-Technologie. In einem zweiten Schritt 64 wird der Block mit einem Speisenetzwerk 18 gekoppelt und in einem dritten Schritt 66 in ein Gehäuse eingebettet. Die Kopplung mit dem Speisenetzwerk 18 kann über eine Apertur 30 in einer Massefläche 24 erfolgen, die auf einer Seite eines Hochfrequenzsubstrats 22 gegenüber einem Speisenetzwerk 18 angeordnet ist. Die Kopplung kann jedoch auch auf andere Weise, beispielsweise durch eine galvanische Kopplung der ersten Metallschicht 36 mit dem Speisenetzwerk 18 erfolgen.
  • 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines schichtweise strukturierten Blockes 34 nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Diese Ausgestaltung sieht vor, dass die Metallflächen 36, 38, 40 und 42 sowie die zugehörigen Keramikschichten 44, 46, 48, 50 und 52 muldenförmig (konkav) ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung ergibt eine weitere Verbesserung der Richtwirkung.
  • In der 6 ist ein schichtweise strukturierter Block 34 mit Metallschichten 36, 38, 40 und 42 dargestellt, die nicht äquidistant in die Keramik eingebettet sind. Die nahe der Einspeisung hochfrequenter elektromagnetischer Energie über der Apertur 30 dichter gestaffelten Metallflächen bilden eine Übergangszone, die die Anregung der weiter außen liegenden Metallflächen verbessert.
  • 7 stellt eine schematische Darstellung eines schichtweise strukturierten Blocks 34 mit sich in Längsrichtung verjüngendem Querschnitt dar. Auch diese Ausgestaltung verbessert die Richtwirkung des Blockes 34.

Claims (11)

  1. Radarsensor (10) für Automobilanwendungen, der gepulste Strahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (10) eine Antenne mit wenigstens einem schichtweise strukturierten Block 34 besitzt, der nach dem Yagi-Prinzip angeordnete Metallschichten (36, 38, 40, 42) aufweist, die jeweils durch eine dielektrische Zwischenschicht (46, 48, 50) voneinander getrennt sind, wobei wenigstens eine der Metallschichten (36, 38, 40, 42) durch ein Speisenetzwerk 18 mit einer Radarfrequenz erregt wird.
  2. Radarsensor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die dielektrischen Zwischenschichten (46, 48, 50) eine Dielektrizitätskonstante zwischen 5 und 50 besitzen.
  3. Radarsensor (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Metallschichten (36, 38, 40, 42) von dem Speisenetzwerk (18) durch separate Strukturen (30, 56) phasengekoppelt erregt werden.
  4. Radarsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schichten (36, 38, 40, 42, 46, 48, 50) des schichtweise strukturierten Blocks (34) wenigstens bereichsweise muldenförmig ausgestaltet sind.
  5. Radarsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der schichtweise strukturierte Block (34) sich mit zunehmender Entfernung von der Ankopplung an das Speisenetzwerk (18) verjüngt.
  6. Radarsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nahe der Einspeisung hochfrequenter elektromagnetischer Energie angeordnete Metallflächen (36, 38) dichter gestaffelt sind als weiter entfernt angeordnete Metallflächen (40, 42).
  7. Radarsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der schichtweise strukturierten Blöcke (34) zu einer Anordnung zusammengefasst sind und die schichtweise strukturierten Blöcke phasengekoppelt erregt werden.
  8. Radarsensor (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor (10) mehrere der Anordnungen nach Anspruch 5 aufweist und dass die mehreren Anordnungen phasengekoppelt erregt werden.
  9. Radarsensor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Speisenetzwerk (18) bereitgestellte Radarfrequenz 24 Gigahertz beträgt.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Radarsensors (10) für Automobilanwendungen, der gepulste Strahlung emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antenne des Radarsensors als wenigsten ein schichtweise strukturierter Block (34) mit nach dem Yagi-Prinzip angeordneten Metallschichten (36, 38, 40, 42) hergestellt wird, die jeweils durch eine dielektrische Zwischenschicht (46, 48, 50) voneinander getrennt sind, wobei wenigstens eine der Metallschichten (36, 38, 40, 42) durch ein Speisenetzwerk (18) mit einer Radarfrequenz erregt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Zwischenschichten (46, 48, 50) als LTCC-Schichten erzeugt werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7889065B2 (en) * 2008-01-04 2011-02-15 Smith Alexander E Method and apparatus to determine vehicle intent
US7733265B2 (en) * 2008-04-04 2010-06-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Three dimensional integrated automotive radars and methods of manufacturing the same
US8022861B2 (en) 2008-04-04 2011-09-20 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Dual-band antenna array and RF front-end for mm-wave imager and radar
US7830301B2 (en) * 2008-04-04 2010-11-09 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Dual-band antenna array and RF front-end for automotive radars
US7990237B2 (en) * 2009-01-16 2011-08-02 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for improving performance of coplanar waveguide bends at mm-wave frequencies
US8786496B2 (en) 2010-07-28 2014-07-22 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Three-dimensional array antenna on a substrate with enhanced backlobe suppression for mm-wave automotive applications
DE102013221055A1 (de) * 2013-10-17 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Kombination aus Radarsensor und Verkleidungsteil für ein Kraftfahrzeug
US10333209B2 (en) 2016-07-19 2019-06-25 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Compact volume scan end-fire radar for vehicle applications
US10020590B2 (en) 2016-07-19 2018-07-10 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Grid bracket structure for mm-wave end-fire antenna array
US10141636B2 (en) 2016-09-28 2018-11-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Volumetric scan automotive radar with end-fire antenna on partially laminated multi-layer PCB
US9917355B1 (en) 2016-10-06 2018-03-13 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Wide field of view volumetric scan automotive radar with end-fire antenna
US10401491B2 (en) 2016-11-15 2019-09-03 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Compact multi range automotive radar assembly with end-fire antennas on both sides of a printed circuit board
US10585187B2 (en) 2017-02-24 2020-03-10 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Automotive radar with end-fire antenna fed by an optically generated signal transmitted through a fiber splitter to enhance a field of view
US11018418B2 (en) * 2018-01-31 2021-05-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chip antenna and chip antenna module including the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202701A (en) * 1991-07-23 1993-04-13 Grumman Aerospace Corporation Low radar cross section reflector antenna
US6114997A (en) * 1998-05-27 2000-09-05 Raytheon Company Low-profile, integrated radiator tiles for wideband, dual-linear and circular-polarized phased array applications
US20020163478A1 (en) * 2000-08-16 2002-11-07 Pleva Joseph S. Switched beam antenna architecture

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US611997A (en) * 1898-10-04 James m
US3577196A (en) * 1968-11-25 1971-05-04 Eugene F Pereda Rollable slot antenna
US4772890A (en) * 1985-03-05 1988-09-20 Sperry Corporation Multi-band planar antenna array
GB2184605A (en) * 1985-12-24 1987-06-24 Plessey Co Plc Microwave antenna structure
US5831571A (en) * 1990-06-06 1998-11-03 Siemens Plessey Electronic Systems Limited Radar
US6496155B1 (en) * 2000-03-29 2002-12-17 Hrl Laboratories, Llc. End-fire antenna or array on surface with tunable impedance
US6879034B1 (en) * 2003-05-01 2005-04-12 Amkor Technology, Inc. Semiconductor package including low temperature co-fired ceramic substrate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202701A (en) * 1991-07-23 1993-04-13 Grumman Aerospace Corporation Low radar cross section reflector antenna
US6114997A (en) * 1998-05-27 2000-09-05 Raytheon Company Low-profile, integrated radiator tiles for wideband, dual-linear and circular-polarized phased array applications
US20020163478A1 (en) * 2000-08-16 2002-11-07 Pleva Joseph S. Switched beam antenna architecture

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Publication number Publication date
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