DE19963004A1 - Kraftfahrzeug-Radarsystem - Google Patents

Kraftfahrzeug-Radarsystem

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DE19963004A1
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Ewald Schmidt
Klaus Voigtlaender
Bernhard Lucas
Joerg Schneemann
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Abstract

Kraftfahrzeug-Radarsystem, mit wenigstens einem Gehäuse, mit wenigstens einem Sende-/Empfangselement zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen, mit wenigstens einem ersten dielektrischen Körper im Strahlengang der elektromagnetischen Wellen, mit wenigstens einer Anordnung aus elektrischen Leiterbahnen, die in unmittelbarem Kontakt mit dem ersten dielektrischen Körper steht, wobei den elektrischen Leiterbahnen eine elektrische Leistunhg zuführbar ist, wobei die elektrischen Leiterbahnen vorzugsweise zum Heizen des ersten dielektrischen Körpers dienen und wobei die elektrischen Leiterbahnen aus einem Material mit einem ausgeprägten positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Verhalten) bestehen.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug- Radarsystem nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Solche Kraftfahrzeug-Radarsysteme werden beispielsweise im Rahmen einer automatischen Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs zur Detektion vorausfahrender Fahrzeuge eingesetzt. Ein gattungsgemäßes System wird auch als Adaptive-Cruise-Control (ACC) bezeichnet. Zur Beeinflussung der verwendeten elektromagnetischen Wellen und mitunter auch zum Schutz des Radarsystems vor Witterungseinflüssen befindet sich üblicherweise ein Körper im Strahlengang der elektromagnetischen Wellen. Häufig ist dieser Körper Bestandteil eines Gehäuses, das ein solches Kraftfahrzeug- Radarsystem umgibt.
Stand der Technik
Die DE 197 24 320 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer heizbaren Antennenlinse. Es wird eine heizbare Antennenlinse aus einem dielektrischen Körper beschrieben, der darin eine Anordnung aus elektrischen Leiterbahnen besitzt. Die Anordnung aus elektrisch leitfähigen Bahnen befindet sich hierbei möglichst nahe an der zu beheizenden Außenfläche der Linse, wodurch sich eine Verringerung der Heizleistung durch Einbringung der Energie dicht unterhalb der zu beheizenden Fläche ergibt. Ferner folgt daraus ein beschleunigtes Aufheizverhalten. Es wird weiterhin beschrieben, daß eine leichte Anpaßbarkeit der Heizleistung dadurch erreicht werden kann, daß Drähte mit einem gewünschten Widerstandsverhalten verwendet werden. Dies kann beispielsweise ein Widerstandsdraht sein.
Die DE 196 26 344 A1 beschreibt eine Linse zur Bündelung von Millimeterwellen, insbesondere für Abstandssensoren für Kraftfahrzeuge, die mindestens teilweise aus einem keramischen Werkstoff oder aus einem mit keramischem Werkstoff gefüllten Kunststoff besteht, beispielsweise Polypropylen oder Polycarbonat. Als keramischer Werkstoff ist beispielsweise Aluminiumoxid mit Magnesiumoxid- und Kaliumoxidanteilen vorgesehen. Rein aus einem keramischen Werkstoff bestehende Linsen können entsprechend der DE 196 26 344 A1 durch Verpressen, Tempern oder Sintern und Linsen aus mit keramischem Werkstoff gefüllten Kunststoffen im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Eine Ausführungsform der DE 196 26 344 A1 sieht vor, daß auf der Oberfläche der Linse eine Schutzschicht aufgebracht ist, die die nach außen gerichtete Oberfläche der Linse zumindest vor Witterungseinflüssen schützt. Insbesondere bei mit keramischem Werkstoff gefüllten Kunststofflinsen kommt für die Schutzschicht Hexamethyldisiloxan in Frage. Eine weitere Ausgestaltung der DE 196 26 344 A1 sieht eine konvexplane Linse vor, wobei wahlweise die konvexe oder die plane Oberfläche im eingebauten Zustand den Witterungseinflüssen ausgesetzt ist. Zur Verringerung von Reflexionsverlusten sieht die DE 196 26 344 A1 vor, daß mindestens eine Oberfläche der Linse mit Gräben versehen ist, die, um der Linse eine plane Oberfläche zu verleihen, mit einem Dielektrikum gefüllt werden können. Dabei kann das Dielektrikum in Richtung der optischen Achse der Linse und/oder quer dazu eine inhomogene Verteilung der Dielektrizitätskonstanten aufweisen.
Aus der DE 197 41 081 C1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Antennenlinse bekannt. Das Verfahren sieht vor, daß eine die Vergütungsschicht bildende, die Form der Linse vorgebende, steife Schale hergestellt wird und daß der Hohlraum der Schale mit einem den Linsenkern bildenden flüssigen, pulverförmigen oder pastösen Material ausgefüllt wird. Hierbei kann die Schale aus einem Kunststoff bestehen (zum Beispiel Plexiglas, Polycarbonat oder ähnliche Materialien), während als Material für den Linsenkern zum Beispiel Kunststoffe sowie Mischungen aus Kunststoff mit keramischen Materialien vorgesehen sind (zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Al2O3, TiO2 oder CaZOX). Die Oberfläche der Schale kann entsprechend der DE 197 41 081 C1 sowohl glatt ausgeführt sein, als auch jede beliebige Struktur, zum Beispiel eine Fresnel-Struktur, aufweisen. Damit die Schale für die Linse eine ideale Vergütungsschicht bildet, wird in der DE 197 41 081 C1 vorgeschlagen, daß die Schale aus einem Kunststoff gefertigt wird, dessen Dielektrizitätskonstante der Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten des eigentlichen Linsenmaterials (der Füllung) entspricht. Weiterhin ist der DE 197 41 081 C1 entnehmbar, daß durch sehr hohe Dielektrizitätskonstanten (ε < 9) des dielektrischen Linsenmaterials kompakte Bauformen mit kurzen Brennweiten realisierbar sind.
Aus der DE 196 44 164 C2 ist ein Kraftfahrzeug-Radarsystem mit mindestens einem Sende-/Empfangselement zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen, wobei sich zur Fokussierung oder Streuung der elektromagnetischen Wellen ein linsenförmiger dielektrischer Körper im Strahlengang des mindestens einen Sende-/Empfangselements befindet, bekannt. Der linsenförmige dielektrische Körper, der zudem das Sende-/Empfangselement vor Witterungseinflüssen schützt, besitzt eine Anordnung aus elektrisch leitfähigen Bahnen, deren Breite maximal Lambda- Zehntel beträgt und deren Abstände voneinander mindestens Lambda-Viertel betragen, wobei Lambda die Freiraumwellenlänge der elektromagnetischen Wellen bezeichnet. Die elektrisch leitfähigen Bahnen sind dabei überwiegend senkrecht zur Polarisationsrichtung der elektromagnetischen Wellen angeordnet. Die Anordnung aus elektrisch leitfähigen Bahnen kann je nach gewünschter Anwendung auf der Innenseite des dielektrischen Körpers, d. h. der Seite, die den Sende-/Empfangselementen zugewandt ist, der Außenseite oder auch innerhalb des dielektrischen Körpers angeordnet sein. Wenn die elektrisch leitfähige Anordnung von einem Heizstrom durchflossen wird, kann auf diese Weise der dielektrische Körper von Belägen wie Eis, Schnee oder Schneematsch befreit werden. Ebenso kann mit Hilfe eines Heizstroms der dielektrische Körper getrocknet oder trocken gehalten werden. Es wird weiterhin offenbart, daß die Möglichkeit besteht, die elektrisch leitfähige Anordnung in mindestens zwei voneinander getrennte Anteile zu unterteilen. Wenn sich bei dieser Konstellation die Anordnung aus elektrisch leitfähigen Bahnen auf der Außenseite des dielektrischen Körpers befindet, kann über die Messung der Kapazität zwischen den beiden getrennten Anteilen der Anordnung auf einen sogenannten Verlustwinkel tan δ des Belagsmaterials geschlossen werden. Mit anderen Worten, es kann eine Verschmutzung des dielektrischen Körpers festgestellt werden. In Abhängigkeit von dieser festgestellten Verschmutzung bzw. eines festgestellten Schmutzbelags, kann ein Heizstrom, der die elektrisch leitfähige Anordnung durchfließt, eingeschaltet werden. Andererseits kann durch die Aufteilung in mindestens zwei Bereiche die Heizleistung variiert werden, beispielsweise für ein schnelles Aufheizen einer eisbedeckten Linse mit einer hohen Heizleistung und ein anschließendes Freihalten der Linse mit einer reduzierten Heizleistung. Aus der DE 196 44 164 C2 ist es weiterhin bekannt, daß die elektrischen Leiterbahnen bei einem Linsenkörper aus Keramik in bekannter Dickschichttechnologie aufgebracht werden, während bei Körpern aus Kunststoff ebenfalls bekannte, kostengünstige Verfahren zum Aufdruck der elektrischen Leiterbahnen verwendet werden können. Einem Ausführungsbeispiel der DE 196 44 164 C2 ist entnehmbar, daß eine aus zwei Teillinsen zusammengesetzte Linse vorgesehen werden kann, die aus zwei plankonvexen Teillinsen unterschiedlicher Materialien besteht. Hierbei können die elektrischen Leiterbahnen in einer Ebene zwischen den planen Flächen der beiden Teillinsen angeordnet sein.
Die DE 197 24 320 A1, die DE 196 26 344 A1, die DE 197 41 081 C1 und die DE 196 44 164 C2 beschreiben verschiedene Ausgestaltungen von Antennenlinsen, die in einem Kraftfahrzeug-Radarsystem eingesetzt werden können. Hierbei enthalten die DE 197 24 320 A1 und die DE 196 44 164 C2 jeweils eine Anordnung aus elektrischen Leiterbahnen, die unter anderem genutzt werden kann, um die den Witterungseinflüssen ausgesetzte Seite der Antennenlinse von Belägen wie Schnee, Eis oder Schneematsch zu befreien. Beide Schriften offenbaren die Möglichkeit der Regelung der Heizleistung entweder dadurch, daß die Heizleistung durch Drähte mit einem gewünschten Widerstandsverhalten angepaßt werden kann oder dadurch, daß die elektrisch leitfähige Anordnung in mindestens zwei voneinander getrennte Anteile unterteilt wird.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Radarsystem wird gegenüber dem Stand der Technik dadurch weitergebildet, daß bei einem Kraftfahrzeug-Radarsystem mit wenigstens einem Gehäuse, mit wenigstens einem Sende-/Empfangselement zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen, mit wenigstens einem ersten dielektrischen Körper im Strahlengang der elektromagnetischen Wellen, mit wenigstens einer Anordnung aus elektrischen Leiterbahnen, die in unmittelbarem Kontakt mit dem ersten dielektrischen Körper steht, wobei den elektrischen Leiterbahnen eine elektrischen Leistung zuführbar ist und wobei die elektrischen Leiterbahnen vorzugsweise zum Heizen des ersten dielektrischen Körpers dienen, die elektrischen Leiterbahnen aus einem Material mit einem ausgeprägten positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Verhalten) bestehen. Dieser erfindungsgemäße Einsatz eines Materials mit ausgeprägtem positivem Temperaturkoeffizienten hat zur Folge, daß der elektrische Widerstand der elektrischen Leiterbahnen mit steigender Temperatur sehr stark ansteigt. Hierdurch stellt sich eine Art Selbstregelverhalten ein, indem bei steigender Temperatur infolge des steigenden Widerstands die Heizleistung reduziert wird. Unter der Annahme einer konstanten KFZ-Bordnetzspannung bedeutet dies, daß die Heizleistung umgekehrt proportional zur Heizleistung ist. Bei entsprechender Dimensionierung der elektrischen Leiterbahnen und der Auswahl des entsprechenden Materials mit ausgeprägtem PTC-Verhalten kann eine aufwendige und kostenverursachende Steuerung bzw. Regelung der elektrischen Heizleistung entfallen, da diese Funktion durch den Selbstregeleffekt der elektrischen Leiterbahnen sichergestellt ist.
Vorteilhafterweise entspricht der Abstand der elektrischen Leiterbahnen zueinander im wesentlichen einem ungeraden Vielfachen von einem Viertel der Freiraumwellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Wellen. Durch diese Auslegung ergibt sich eine minimale Beeinflussung der elektromagnetischen Wellen.
Die bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems sieht vor, daß der erste dielektrische Körper eine Linse zur Fokussierung oder Streuung der elektromagnetischen Wellen ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der erste dielektrische Körper aus einem keramischen Material besteht und daß die elektrischen Leiterbahnen aus einer elektrisch leitenden Druckpaste hergestellt sind, die auf der Oberfläche des dielektrischen Körpers aufgebracht wird, die den Sende-/Empfangselementen zugewandt ist. Durch diesen konstruktiven erfindungsgemäßen Aufbau wird eine Art "keramischer Heizstein" mit Selbstregeleffekt geschaffen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die elektrischen Leiterbahnen eine ebene Anordnung bilden, da dies in Bezug auf die Herstellung der elektrischen Leiterbahnen mit den geringsten Kosten verbunden ist.
Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß auf dem ersten dielektrischen Körper wenigstens auf der den Sende-/Empfangs­ elementen abgewandten Seite eine Deckschicht aufgebracht ist, die aus einem thermoplastischen Material besteht, wobei die Deckschicht den ersten dielektrischen Körper derart umschließt, daß die Deckschicht eine Dichtung zum Gehäuse darstellt. Hierbei wird die Deckschicht derart dimensioniert, daß die Dielektrizitätskonstante der Deckschicht ungefähr der Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten des ersten dielektrischen Körpers entspricht und daß die Schichtdicke der Deckschicht einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Freiraumwellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Wellen entspricht. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung und Auslegung der Deckschicht kann die Deckschicht als eine reflexionsdämpfende Anpassungsschicht eingesetzt werden, die das Kraftfahrzeug-Radarsystem vor Witterungseinflüssen schützt.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems sieht vor, daß wenigstes ein zweiter dielektrischer Körper im Strahlengang der elektromagnetischen Wellen angeordnet ist, wobei der zweite dielektrische Körper eine Linse zur Fokussierung oder Streuung der elektromagnetischen Wellen ist, und wobei der zweite dielektrische Körper zwischen den Sende-/Empfangs­ elementen und dem ersten dielektrischen Körper angeordnet ist. Diese Lösung bietet den Vorteil, daß die dielektrische Linse zur Fokussierung der elektromagnetischen Wellen unabhängig von dem ersten dielektrischen Körper hergestellt werden kann. Die bevorzugte Auslegung ist hierbei derart, daß der zweite dielektrische Körper in keinem direkten Kontakt mit dem ersten dielektrischen Körper steht.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems anhand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Radarsystem,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems,
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems und
Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Radarsystem, das in dieser Darstellung nicht in allen Einzelheiten gezeigt ist. Die Darstellung nach Fig. 1 wurde auf die für die Erfindung wesentlichen Komponenten reduziert. Somit besteht ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug-Radarsystem im wesentlichen aus einem Gehäuse 10, das in diesem Ausführungsbeispiel mit einem linsenförmigen dielektrischen Körper 11 abgeschlossen ist. In unmittelbarem Kontakt mit dem linsenförmigen dielektrischen Körper 11 sind die erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Bahnen 12 angeordnet, die aus einem Material mit einem ausgeprägten positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Verhalten) bestehen. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine auf Sockeln 13 angeordnete Basisplatte 14, auf der wiederum Sende-/Empfangselemente 15 und weitere Bauelemente 16 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind beispielhaft drei Sende-/Empfangselemente 15 dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Sende- und Empfangselementen beschränkt. In der Darstellung nach Fig. 1 nicht dargestellt sind die Anschlußkontakte für das System zum Kraftfahrzeug, die elektrischen Anschlüsse der elektrisch leitfähigen Bahnen 12, diverse weitere elektrische Schaltgruppen sowie notwendige mechanische Halterungen für den Einbau in ein Kraftfahrzeug. Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel lediglich eine Basisplatte 14 dargestellt, auf der die Sende-/Empfangselemente 15 und die Bauelemente 16 angeordnet sind. In einer realen Ausführungsform würde sich auf der Basisplatte 14 eine Platine befinden, auf der die weiteren Elemente angeordnet sind. Der in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte linsenförmige dielektrische Körper 11 dient zur Fokussierung der elektromagnetischen Wellen, die von den Sende-/Empfangselementen 15 ausgesendet bzw. empfangen werden. Im allgemeinen kann eine solcher dielektrischer Körper auch zur Streuung der elektromagnetischen Wellen dienen.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems. Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen dielektrischen Körper 20, in den elektrisch leitfähige Bahnen 21 mäanderförmig eingelegt sind. Weiterhin dargestellt sind zwei Anschlußkontakte 22, die dazu dienen, den elektrischen Kontakt zu den elektrisch leitfähigen Bahnen herzustellen. Hierbei ist der Abstand der elektrischen Leiterbahnen zueinander so ausgelegt, daß er im wesentlichen einem ungeraden Vielfachen von einem Viertel der Freiraumwellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Wellen entspricht. Durch dies Auslegung ist sichergestellt, daß die elektromagnetischen Wellen durch die elektrischen Leiterbahnen nur unwesentlich beeinflußt werden. Erfindungsgemäß bestehen die elektrischen Leiterbahnen aus einem Material mit einem ausgeprägten positiven Temperaturkoeffizienten, das heißt, daß ein Material verwendet wird, dessen Ohm'scher Widerstand mit steigender Materialtemperatur stark ansteigt.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems, das in dieser Ausgestaltung die bevorzugte Ausführung der Erfindung darstellt. Fig. 3 zeigt ein Gehäuse 30, das in dieser Darstellung nur schematisch gezeigt ist. Das Gehäuse 30 ist in Strahlrichtung der elektromagnetischen Wellen mit einem dielektrischen Körper 31 abgeschlossen, der von einer Deckschicht 32 überzogen ist, die zugleich die Dichtung zum Gehäuse 30 darstellt. An der, den hier nicht dargestellten Sende-/Empfangselementen zugewandten Seite des dielektrischen Körpers 31 sind erfindungsgemäß die elektrisch leitfähigen Bahnen 33 aus einem Material mit einem ausgeprägten positiven Temperaturkoeffizienten aufgebracht.
Diese bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der dielektrische Körper 31 aus einem keramischen Material, beispielsweise Al2O3, besteht und daß die elektrischen Leiterbahnen 33 aus einer elektrisch leitenden Druckpaste hergestellt sind. Diese erfindungsgemäße Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Anordnung aus elektrisch leitfähigen Bahnen in einem kostengünstigen Verfahren, beispielsweise der Dickschichttechnik oder dem Siebdruckverfahren, hergestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Kombination von elektrisch leitfähigen Bahnen 33 aus einem Material mit ausgeprägtem PTC-Verhalten und einer dielektrischen Linse 31 aus einem keramischen Material bietet außergewöhnliche Vorteile, die bei einem Einsatz in einem Kraftfahrzeug besonders bei tiefen Außentemperaturen in Gefrierpunktnähe oder darunter zum Einsatz kommen: Dadurch, daß als Material für die dielektrische Linse 31 eine Keramik ausgewählt worden ist, die in der Regel sehr gut wärmeleitend (guter Wärmeleitwert im Vergleich zu beispielsweise Kunststoff) ist, wird in jedem Fall eine gleichmäßige Erwärmung des dielektrischen Körpers sichergestellt. Nach Inbetriebnahme des Kraftfahrzeug-Radarsystems bzw. der entsprechenden Heizeinrichtung fließt zunächst ein hoher Strom (hohe elektrische Heizleistung: PHeiz = UKFZ.UKFZ/RPTC) durch die elektrisch leitfähigen Bahnen, der, konstante Kfz- Bordnetzspannung (UKFZ) vorausgesetzt, nur durch den sehr geringen Widerstand (RPTC) der noch kühlen, elektrisch leitfähigen Bahnen 33 begrenzt wird. Dies führt zu einem beschleunigten Aufheizverhalten des dielektrischen Körpers 31. Mit steigender Temperatur der elektrisch leitfähigen Bahnen 33 und somit auch des dielektrischen Körpers 31, steigt der Widerstand der elektrischen Leiterbahnen 33 stark an, wodurch die elektrisch zugeführte Leistung durch diesen Selbstregeleffekt auf eine zulässige Dauerleistung begrenzt wird. Die Ausführung der dielektrischen Linse 31 aus Keramik bietet weiterhin den Vorteil, daß ein besonders dünner dielektrischer Körper hergestellt werden kann, der die Bautiefe des Gesamtsystems verringert. Diese dünne keramische Linse bietet weiterhin den Vorteil, daß die Durchgangsdämpfung gering ist, da die Wegstrecke, die die elektromagnetischen Wellen im Material zurücklegen müssen, kurz ist. Zudem weisen keramische Werkstoffe einen erheblich geringeren Verlustbeiwert als zum Beispiel Kunststoffe auf.
Erfindungsgemäß besteht die in Fig. 3 dargestellte Deckschicht 32 aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Polycarbonat. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, umschließt die Deckschicht 32 den dielektrischen Körper 31 derart, daß die Deckschicht 32 eine Dichtung zum Gehäuse 30 darstellt. Die Deckschicht 32 ist so ausgelegt, daß die Dielektrizitätskonstante der Deckschicht ungefähr der Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten des dielektrischen Körpers 31 entspricht und daß die Schichtdicke der Deckschicht 32 einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Freiraumwellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Wellen entspricht. Durch diese Auslegung der Deckschicht 32 kann die Deckschicht 32 als eine reflexionsdämpfende Anpassungsschicht eingesetzt werden (bekannt ist dieser Effekt zum Beispiel von Entspiegelungsschichten von Brillengläsern), die das Kraftfahrzeug-Radarsystem zudem vor Witterungseinflüssen schützt. Bei Verwendung von Polycarbonat als Material für die Deckschicht ergibt sich zudem eine hohe Schlagzähigkeit der Deckschicht, was den darunterliegenden (keramischen) Linsenkörper vor bei Kraftfahrzeugen typischen Steinschlagbeanspruchungen schützt.
Erfindungsgemäß erfolgt die Dimensionierung der elektrischen Leiterbahnen derart, daß die zulässige Grenztemperatur des dielektrischen Körpers, ab der Beschädigungen eintreten könnten, nicht überschritten wird. Die konkrete Auslegung hängt von der genauen Materialwahl des dielektrischen Körpers und der elektrisch leitfähigen Bahnen sowie weiterer Randbedingungen (beispielsweise die Dicke des dielektrischen Körpers oder die Konstanz der KFZ-Bordnetzspannung) ab und bleibt dem Fachmann überlassen. Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems ist, daß bei richtiger Auslegung der elektrisch leitfähigen Bahnen eine zusätzliche, kostenverursachende Steuerung/Regelung eingespart werden kann und daß das Kraftfahrzeug-Radarsystem trotzdem schnell und zuverlässig von Schnee- und Eisbelägen befreit wird.
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems. Hier ist ein Gehäuse 40 dargestellt, das analog zu Fig. 3 nur schematisch angedeutet ist. In Strahlrichtung befindet sich in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zunächst ein dielektrischer Körper 41 und zusätzlich eine Abdeckplatte 42. Hierbei ist der dielektrische Körper 41 als dielektrische Linse ausgeführt. An der Unterseite der Abdeckplatte 42 sind erfindungsgemäß elektrisch leitfähige Bahnen 43 aus einem Material mit ausgeprägtem positivem Temperaturkoeffizienten aufgebracht. Die Abdeckplatte 42 ist als Radom ohne fokussierende Wirkung ausgelegt, kann jedoch auch mit einem entsprechenden Einfluß auf den Strahlengang der elektromagnetischen Wellen ausgelegt werden.
Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems. Die gezeigte Ausführungsform ähnelt der Ausführungsform nach Fig. 4. Dargestellt ist ein schematisch angedeutetes Gehäuse 50, ein dielektrischer Körper 51 und eine Abdeckplatte 52. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 4 sind in der Ausführungsform nach Fig. 5 die elektrisch leitfähigen Bahnen 53 in die Abdeckplatte 52 integriert. Auch in diesem Ausführungsbeispiel bestehen die elektrisch leitfähigen Bahnen aus einem Material mit ausgeprägtem positivem Temperaturkoeffizienten.
Im allgemeinen ist es möglich, die Anordnung aus einem ersten und einem zweiten dielektrischen Körper sowie die Anordnung der elektrischen Leiterbahnen beliebig zu kombinieren. Solange ein Material mit einem ausgeprägten positiven Temperaturkoeffizienten verwendet wird, liegen diese Ausführungsformen im Rahmen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Radarsystems. Ebenso möglich sind Anordnungen mit einer höheren Anzahl dielektrischer Körper oder auch Anordnungen entsprechend Fig. 4 oder Fig. 5, bei denen sich der erste und der zweite dielektrische Körper unmittelbar berühren.

Claims (15)

1. Kraftfahrzeug-Radarsystem,
  • - mit wenigstens einem Gehäuse,
  • - mit wenigstens einem Sende-/Empfangselement zum Senden und/oder Empfangen elektromagnetischer Wellen,
  • - mit wenigstens einem ersten dielektrischen Körper im Strahlengang der elektromagnetischen Wellen,
  • - mit wenigstens einer Anordnung aus elektrischen Leiterbahnen, die in unmittelbarem Kontakt mit dem ersten dielektrischen Körper steht,
  • - wobei den elektrischen Leiterbahnen eine elektrischen Leistung zuführbar ist und
  • - wobei die elektrischen Leiterbahnen vorzugsweise zum Heizen des ersten dielektrischen Körpers dienen,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiterbahnen aus einem Material mit einem ausgeprägten positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Verhalten) bestehen.
2. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der elektrischen Leiterbahnen zueinander im wesentlichen einem ungeraden Vielfachen von einem Viertel der Freiraumwellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Wellen entspricht.
3. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste dielektrische Körper eine Linse zur Fokussierung oder Streuung der elektromagnetischen Wellen ist.
4. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste dielektrische Körper aus einem keramischen Material besteht.
5. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiterbahnen aus einer elektrisch leitenden Druckpaste hergestellt sind.
6. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten dielektrischen Körper wenigstens auf der den Sende-/Empfangselementen abgewandten Seite eine Deckschicht aufgebracht ist.
7. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einem thermoplastischen Material besteht.
8. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht den ersten dielektrischen Körper derart umschließt, daß die Deckschicht eine Dichtung zum Gehäuse darstellt.
9. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrizitätskonstante der Deckschicht ungefähr der Quadratwurzel der Dielektrizitätskonstanten des ersten dielektrischen Körpers entspricht.
10. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Deckschicht einem ungeraden Vielfachen eines Viertels der Freiraumwellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Wellen entspricht.
11. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht als eine reflexionsdämpfende Anpassungsschicht eingesetzt wird, die das Kraftfahrzeug-Radarsystem vor Witterungseinflüssen schützt.
12. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiterbahnen auf der den Sende-/Empfangselementen zugewandten Seite des ersten dielektrischen Körpers angeordnet sind.
13. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiterbahnen eine ebene Anordnung bilden.
14. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß wenigstes ein zweiter dielektrischer Körper im Strahlengang der elektromagnetischen Wellen angeordnet ist,
  • - wobei der zweite dielektrische Körper eine Linse zur Fokussierung oder Streuung der elektromagnetischen Wellen ist, und
  • - wobei der zweite dielektrische Körper zwischen den Sende-/Empfangselementen und dem ersten dielektrischen Körper angeordnet ist.
15. Kraftfahrzeug-Radarsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite dielektrische Körper in keinem direkten Kontakt mit dem ersten dielektrischen Körper steht.
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