雷达传感器

技术领域

本发明涉及一种雷达传感器。

背景技术

雷达传感器用于探测远处的对象。为此，在预给定的方向上发射电磁雷达波，并且再次接收并分析处理在对象处反射的分量。例如，雷达传感器可以用在机动车中，以便探测障碍物或其他交通参与者。

DE 10 2012 202 913 A1描述一种雷达传感器。

发明内容

在此背景下，借助在此提出的方案提出根据独立权利要求的雷达传感器。在此提出的方案的有利扩展方案和改进方案从说明书中得出并且在从属权利要求中进行描述。

本发明的优点

本发明的实施方式可以以有利的方式实现：将在雷达传感器的运行中生成的基板波(Substratwellen)作为耦合波以受控的方式从天线基板中耦合输出并且以受控的方式吸收。由此可以改善雷达传感器的工作方式并且尤其是其辐射特性。

提出一种雷达传感器，该雷达传感器具有至少一个天线结构和至少一个耦合结构，其中，该耦合结构构造用于将基板波从天线基板中耦合输出并将该基板波作为耦合波辐射到辐射区域中，该天线基板用作天线结构和耦合结构的载体，其中，雷达传感器还具有布置在辐射区域中的吸收器，该吸收器用于吸收耦合波。

与本发明的实施方式有关的思想尤其可以视为基于以下描述的构思和认识。

天线基板可以称为印刷电路板。天线基板不导电。在天线基板上和/或在天线基板中，可以布置有或集成有导电结构，例如印制导线、通孔和金属化区域。导电结构的一部分可以形成天线结构。导电结构的另一部分可以形成耦合结构。天线结构与控制电子器件连接。当由控制电子器件以电高频信号施加天线结构时，天线结构可以辐射电磁波。如此，天线结构可以用作发送天线。该天线结构可以具有方向特性，并且可以将其由高频信号提供的电能的大部分辐射到限定的角度范围中。此外，天线结构可以将到达的电磁信号映射为高频信号，并且因此可以用作接收天线。

特别地，天线基板的表面的导电部分区域可以形成天线结构。可以将导电材料布置在表面上，以便形成天线结构。可以将导电材料印刷到表面上。可以使用不同的印刷方法，例如丝网印刷、辊式印刷等。替代地，可以以其他方式将导电材料沉积在表面上。可以使用不同的沉积方法，例如从气相(例如CVD方法或PVD方法)或从液相(例如电镀或化学镀(stromloses Plattieren))沉积。在沉积之前，可以通过掩模来掩蔽在其上不应沉积任何导电材料的区域。可以在沉积之后再次去除掩膜。替代地，可以将导电材料沉积在整个区域上，并且接着可以在施加掩模之后通过蚀刻再次去除不期望的部分区域。通过掩蔽和沉积，可以在表面上以高的精度将天线结构进行定向。部分区域可以以导电的方式彼此连接。部分区域可以形成不同大小或不同强度的天线结构。

由于高频效应，由控制电子器件提供的电能的一部分可以作为基板波从天线结构耦合输入到天线基板中并在天线基板内传播。在天线基板的边缘、例如边沿处，基板波可能以不受控的方式耦合输出，在不受控的方向上辐射，并且因此引起干扰。

耦合结构可以用作基板波的捕获装置(Fangeinrichtung)或者说捕集器(Falle)，并且有针对性地将基板波从天线基板中耦合输出。然后，耦合结构本身用作天线并且可以在其方面辐射电磁波，该电磁波在此称为耦合波。耦合结构可以尤其将电磁波辐射到辐射区域中。为此，耦合结构可以具有自己的方向特性。耦合结构的方向特性可以与天线结构的方向特性明显不同。耦合结构的方向特性可以定向到吸收器上。

吸收器将所吸收的电磁波转换成热量。吸收器例如可以由具有高比例的导电颗粒和/或由碳(例如石墨)制成的纤维的塑料材料组成。吸收器也可以由金属的或金属化的泡沫组成。

天线结构可以在主延伸方向上定向，以便具有方向特性。主辐射方向可以沿着主延伸方向布置在天线结构旁边。耦合结构可以布置在天线结构旁边。换句话说，耦合结构可以相对于天线结构侧向偏移地布置。

耦合结构可以与天线结构电分离。耦合结构可以通过天线基板与天线结构隔离。在天线结构与耦合结构之间不能流过任何电流。耦合结构可以是雷达传感器的无源元件。

天线基板的表面的导电部分区域可以形成耦合结构。在天线结构的生产期间，可以在相同的工作步骤中将用于耦合结构的导电材料布置在表面上。可以在共同的工作步骤中将用于天线结构和用于耦合结构的导电材料印刷到表面上。可以在共同的工作步骤中将导电材料沉积在表面上。在沉积之前，可以通过掩模来掩蔽以下区域：在该区域上既不应沉积用于天线结构的导电材料也不应沉积用于耦合结构的导电材料。可以在沉积之后再次去除掩模。通过掩蔽和沉积，可以以高的精度将耦合结构相对于天线结构进行定向。通过将耦合结构布置在表面上，可以将沿表面延伸的基板波特别好地耦合输出。

部分区域可以彼此电分离。耦合结构可以具有不连贯的单个区域。通过彼此分离的单个区域可以降低耦合结构的各个部分区域的相互影响。

部分区域可以形成在不同方向上定向的天线结构。不同定向的天线结构以相对于天线结构的主延伸方向的不同角度定向。由于角度不同，耦合结构具有比天线结构弱的方向特性。由于角度不同，耦合结构可以将来自不同方向的基板波从天线基板中耦合输出。

相同定向的天线结构可以成组地布置。相同定向的天线结构可以以规则的间距布置。通过天线结构的全面规划的(planvoll)定向，可以将基板波的预期频率从天线基板中特别好地耦合输出。

吸收器可以布置在雷达传感器的雷达罩(Radom)的与耦合结构相对置的表面上。雷达罩可以是雷达传感器的保护罩。雷达罩可以是对于电磁波而言透明的。吸收器可以布置为与天线基板在空间上分离。通过空间上的分离，吸收器可以与天线结构安全地电隔离。如此，可能在吸收器中得到的电流与天线结构安全地分离。可以通过雷达罩导出产生的热量。

吸收器还可以构造用于屏蔽雷达传感器的控制电子器件。吸收器可以布置在耦合结构的辐射区域中并且布置在控制电子器件的前面。如此，单个构件可以满足两个功能。

附图说明

下面参考附图描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书均不应解释为对本发明的限制。

图1示出根据一种实施例的雷达传感器的图示；以及

图2示出根据一种实施例的雷达传感器的截面图。

这些图仅是示意性的，并非按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同或相同作用的特征。

具体实施方式

在具有在高频(HF)基板上的天线的雷达传感器中，根据实现方式，可能出现不期望的功率分量，这些功率分量在印刷电路板基板中传播，即所谓的基板波。为了抑制基板波，可以使用所谓的高阻抗结构。在使用高阻抗结构时，到接地区域的通孔是必需的。由于大量的该结构，可能产生附加的生产成本和制造风险。

因此，在这里所提出的方案中，使用将基板波的功率辐射到吸收器中并且不需要任何附加的生产步骤的结构。

图1示出根据一种实施例的雷达传感器100的图示。雷达传感器100具有天线基板102，该天线基板用作雷达传感器100的至少一个天线结构104和雷达传感器100的至少一个耦合结构106的载体。天线结构104可以称为天线阵列。天线结构104具有并排布置在一行中的多个单个天线结构108。这一行定向在天线结构104的主方向上。在此示出具有六个单个天线结构108的天线结构104。一定数量的单个天线结构108可以根据需要进行匹配。天线结构108彼此连接并且借助天线基板102的导电印制导线110与雷达传感器100的控制电子器件连接。印制导线110也定向在主方向上。在此，天线结构108是天线基板102的表面上的金属化区域。天线结构104的中央天线结构108比布置在外部的天线结构108大。

耦合结构106布置在天线结构104的两侧。在此，耦合结构106由天线基板102的表面上的多个金属化区域组成。耦合结构106的各个区域不彼此电连接或不与天线结构104电连接。耦合结构106的金属化区域也形成天线结构108。耦合结构106的天线结构108不同地定向。在此，各九个相同定向的天线结构108分组成3×3矩阵112。在此，相邻矩阵的天线结构分别不同地定向。在此，天线结构108在两个方向上定向。天线结构108的一半定向在主方向上。另一半横向于主方向地定向。

如果通过印制导线110将电激励信号施加在天线结构104的天线结构108处，则天线结构104将所提供的功率的一部分作为电磁雷达波在由设计决定的辐射方向上辐射。该功率的另一部分作为基板波114耦合输入到天线基板102中。

耦合结构106的天线结构108将基板波114从天线基板102中耦合输出，并且在其方面将耦合波辐射到耦合结构106的辐射区域中。

在辐射区域中布置有至少一个在此未示出的吸收器，该吸收器吸收耦合波并且将其转换成热量。

天线结构104例如可以以76GHz的频率运行。在此，产生寄生高频效应。这种高频效应是以下基板波114：该基板波运行到天线基板102的其他电导体或边缘并从那里辐射。

天线基板102的边缘受到制造公差的影响，由此，边缘处的辐射的方向是不确定的。不确定的辐射可能改变雷达传感器的天线图。

图2示出根据一种实施例的雷达传感器100的截面图。在此，雷达传感器100基本上对应于图1中的雷达传感器。附加地，在此示出雷达传感器100的耦合波200、吸收器202和雷达罩204。耦合结构106的天线结构108将基板波114从天线基板102中耦合输出，并将耦合波200辐射到辐射区域206中。在辐射区域206中布置有吸收器202。在此，吸收器202布置在雷达罩204处。吸收器通过间隙与耦合结构106分离并且因此与耦合结构106的天线结构108电隔离。

雷达罩204对于由天线结构104辐射的雷达波208是透明的，并且保护雷达传感器100的电部件免受环境影响。

换句话说，为了制造，在天线基板102(也称为传感器印刷电路板)上，在天线旁边或周围施加附加的结构，这些附加的结构在位于上方的吸收器202的方向上传送或辐射并且因此衰减到达的基板波114。因此，天线特性受到尽可能小地影响。为了制造该结构，在生产过程中无需其他制造步骤。因此，在此提出的方案是成本中立的。此外，如此，基板波114从基板中辐射出，而不是在高阻抗结构处反射该基板波。

根据在此提出的方案的雷达传感器100具有在壳体中的印刷电路板和在壳体中的吸收器202，该印刷电路板具有发送天线和接收天线，该壳体在天线上方具有雷达透明的雷达罩204。在天线结构104旁边布置有其他金属结构，这些金属结构将由天线在基板中运行的功率在吸收器202的方向上传送。作为结构，优选地可以使用贴片天线，因为贴片天线可以在印刷电路板的制造过程中容易地制造。贴片天线可以以矩形结构布置在天线旁边。结构可以布置在吸收器202下方或近旁，以便在吸收器202中吸收所辐射的基板波114，从而所述这些结构不改变天线特性。

耦合结构106和天线结构104可以金属蚀刻和/或沉积。耦合结构106的各个区域可以例如具有四毫米的长度和两毫米的宽度。该长度取决于所辐射的雷达波208的波长。各个区域的长度可以与该波长成谐波比例。例如，长度可以是

最后，应该指出，诸如“具有”、“包括”等之类的术语不排除任何其他元件或步骤，并且诸如“一个”或“一”之类的术语不排除多个。权利要求中的附图标记不应视作限制。