用于机动车的雷达装置和机动车制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于机动车(1)的雷达装置(4)，该雷达装置包括至少一个雷达传感器，该雷达传感器包括至少一个天线装置(10)，其中至少两个天线装置(10)在布置方向上以规定的间距(12)布置在机动车(1)的特别是使雷达辐射透射的承载构件(3)上，雷达装置(4)具有控制装置(5)，用于使所述至少两个天线装置(10)共同地发射运行以及接收运行，使得这些天线装置如同一个在布置方向上增大了天线尺寸的、单个的虚拟天线装置(10)起作用。

Radar Devices and Motor Vehicles for Motor Vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车的雷达装置和机动车
本专利技术涉及一种用于机动车的雷达装置，该雷达装置包括至少一个雷达传感器，该雷达传感器包括至少一个天线装置。本专利技术还涉及一种机动车。
技术介绍
现有技术中已广泛已知雷达传感器在机动车中的应用。雷达传感器如今主要用作中远距离范围的环境传感器，以便可以确定其他交通参与者或较大对象的距离、角度与相对速度。这种雷达数据可以汇总到环境模型中或直接被提供给车辆系统。在已知现有技术中，例如纵向引导系统、如ACC或安全系统都使用雷达数据。还已经提出在机动车的内部空间中使用雷达传感器。传统构造方式的雷达传感器通常具有较大的尺寸，由于天线以及直接在天线处所需的电子部件、即雷达前端都集成在一个壳体中，因此该雷达传感器相当笨重。电子部件主要构成雷达收发器，该雷达收发器包括频率控制器(通常包括锁相环——PLL)、混频装置、低噪放大器(LNA)等，但是通常还靠近天线实现控制模块和数字的信号处理部件，以便例如可以向连接的总线(如CAN总线)提供已处理的传感器数据(如对象列表)。长期以来，基于半导体实现雷达部件已经证明是困难的，这是因为需要昂贵的特殊半导体、特别是GaAs。在利用CMOS技术的解决方案公开之前，还提出了小型雷达传感器，其全部的雷达前端都是以SiGe技术在一个单个的芯片上实现的。此类解决方案是CMOS技术扩展到高频应用(通常还被称为RF-CMOS)的结果。此类CMOS雷达芯片实现了非常小的构造，且不使用昂贵的特殊半导体，因此，主要在制造方面比其他半导体技术具有明显优势。在JriLee等人的文章，“AFullyIntegrated77-GHzFMCWRadarTransceiverin65-nmCMOSTechnology(65nmCMOS技术中完全集成的77GHzFMCW雷达收发器)”，IEEEJournalofSolidStateCircuits45(2010)(固态电路杂志45(2010年))第2746至2755页中给出了77GHz雷达收发器作为CMOS芯片的示例性实现方案。此外还提出，芯片和天线在一个共同的封装件(Package)中实现，据此实现了成本特别低的小型雷达传感器，其可以显著更好地满足构造空间要求并由于较短的信号路径也具有非常低的信噪比，以及适用于高频和较大的、变化的频带宽度。因此这种小构造的雷达传感器也可以用于例如在30cm至10m的范围内的短距离应用。还提出，将这种CMOS收发器芯片和/或具有CMOS收发器芯片以及天线的封装件设置在具有数字信号处理器(DSP处理器)的共同的电路板上，或将信号处理器的功能也集成在CMOS收发器芯片中。类似的集成也可以对于控制功能实现。现在越来越多的机动车雷达传感器、例如用于ACC系统的雷达传感器都可见地安装在机动车。由于设计技术的原因，也试图能够隐藏地安装雷传感器。文献DE102013223783A1说明了，使用其上集成了标志或徽标的板或扁平罩壳作为雷达罩是已知的。在此通过使用超声波而实现对雷达罩的清洁。将雷达传感器定位在标志或徽标后方的优点是，雷达传感器也通常布置在机动车的前部的或后部的区域的中央。这种中间位置因为对称性所以特别适合于对雷达传感器定位。在对交通情况中的不同的对象之间的分辨能力方面，雷达传感器的角度分辨率起重要作用。在此，雷达传感器的角度分辨率主要依赖于天线装置的大小。天线装置的有效长度(也被称为孔径)越大，则在这个方向上的角度分辨率也越高。由于雷达传感器在其尺寸方面受到限制，所以天线装置最大仅能扩大至某一确定面积，例如10cmx10cm。这种尺寸限制导致了对于能实现的角度分辨率的大小的限制。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种用于改善机动车中的雷达传感器的角度分辨率的方案。为了实现上述目的，在开头所述的类型的雷达装置中根据本专利技术提出，至少两个天线装置以在布置方向上规定的间距布置在机动车的、特别是对于雷达辐射穿透的承载构件上，雷达装置具有控制装置，用于使至少两个天线装置共同地发射运行和接收运行，从而这些天线装置如同一个在布置方向上具有增大的天线尺寸的、单个的虚拟天线装置起作用。因此根据本专利技术提出，使用多个、特别是两个天线装置，这些天线装置以恒定的间距布置。为此天线装置以所需的规定间距布置在承载构件上。使用承载构件的优点是，规定了在各个天线装置之间的间距。该间距与角度测量相关。在此特别适宜的是，所述规定的间距是所使用的雷达辐射的波长的整数倍。例如可以规定，如果使用频率为77GHz的雷达辐射(因此波长为3.9mm)，则使用约19.5cm的值作为规定间距。由于各个天线装置的不同定位和对这两个天线装置的协调控制，可以实现一个天线尺寸增大了的虚拟的天线装置，这又可以导致角度分辨率的提高。换句话说，根据本专利技术提供了一种控制设备，该控制设备被设计用于将天线装置的天线元件作为虚拟的天线装置的天线元件在发射和/或接收时共同地操控。特别是能够实现天线装置的发射-天线元件的同时的或至少在时间上协调的发射运行；这同样适用于由天线装置的接收-天线元件接收的雷达信号，这些雷达信号为了一起评估而被传输。然后，该至少两个以规定间隔被定位的天线装置基本上相当于一个虚拟天线装置，该虚拟天线装置至少在天线装置彼此排列的方向上具有扩大的、虚拟的孔径。在下文中通常以两个天线装置为例，从而可以使用立体雷达系统。本专利技术也可以转用于多于两个天线装置的情况，特别是当承载构件提供的面积可适宜多于两个天线装置使用时。在这种情况下，也可以特别有利地使用开头所述的在用于雷达传感器的半导体技术方面的新发展，特别是在可小构型地实现的部件以及雷达数据的高质量方面的新发展。因此本专利技术的适宜的改进方案提出，天线装置实现为半导体-封装件的一部分，该半导体-封装件除了相应的天线装置外还包括半导体芯片、特别是CMOS芯片，该半导体芯片实现了雷达收发器。这种封装件也可以被称为“雷达芯片”。通过半导体芯片还可以实现数字信号处理部件(DSP)和/或控制单元。这种封装件可以小构型地以及成本低地实现，其中这种封装件中的每一个也可以作为单独的雷达传感器起作用。这种封装件的由半导体芯片实现的控制单元可以用作控制装置的一部分。与上述的对半导体技术的使用无关地，但特别有利的是在使用该半导体技术的情况下，可以提出，每个天线装置都配属于一个自身的/独自的雷达传感器，其中，雷达传感器以规定的间距固定在承载构件上。以这种方式可以使用最终制成的、完备的、特别是在半导体技术方面实现的雷达传感器，而无需特殊的、附加的结构。特别是半导体雷达传感器已经具有一定的集成智能，特别是以所述控制单位的形式，从而可以使用集成智能提供控制单元的高级控制部件，以便实现对雷达传感器的间隔开的各个天线装置的共同操控。在本专利技术的改进方案中可以提出，天线装置布置在公共的基板上。可以具体地提出，该基板施加在承载构件的一侧上或使用紧固在承载构件的一侧上或内部的电路板作为基板。通过这种共同的基板、特别是共同的电路板，可以特别有利地也实现用于共同地操控天线装置的控制线路。为了具体地实现基板可以提出，承载构件在天线侧利用适合的天线-基板覆层，在基板上面可以定位天线装置。还可以想到，当使用电路板时，可以将该电路板也集成在承载构件中，例如将电路板连同布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车(1)的雷达装置(4)，该雷达装置包括至少一个雷达传感器，该雷达传感器包括至少一个天线装置(10)，其特征在于，至少两个天线装置(10)在布置方向上以规定的间距(12)布置在机动车(1)的、特别是对于雷达辐射透射的承载构件(3)上，雷达装置(4)具有控制装置(5)，用于使所述至少两个天线装置(10)共同地发射运行以及接收运行，使得这些天线装置如同一个在布置方向上具有增大的天线尺寸的、单个的虚拟天线装置(10)起作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.10 DE 102017200273.51.一种用于机动车(1)的雷达装置(4)，该雷达装置包括至少一个雷达传感器，该雷达传感器包括至少一个天线装置(10)，其特征在于，至少两个天线装置(10)在布置方向上以规定的间距(12)布置在机动车(1)的、特别是对于雷达辐射透射的承载构件(3)上，雷达装置(4)具有控制装置(5)，用于使所述至少两个天线装置(10)共同地发射运行以及接收运行，使得这些天线装置如同一个在布置方向上具有增大的天线尺寸的、单个的虚拟天线装置(10)起作用。2.根据权利要求1所述的雷达装置，其特征在于，所述规定的间距(12)是所使用的雷达辐射的波长的整数倍。3.根据权利要求1或2所述的雷达装置，其特征在于，天线装置(10)实现为半导体-封装件(13)的一部分，该半导体-封装件除了相应的天线装置(10)外还包括半导体芯片(14)、特别是CMOS芯片，该半导体芯片实现了雷达收发器。4.根据前述权利要求中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·哈利菲，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE