雷达设备和用于制造雷达设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种雷达设备，其具有多个发射天线和多个接收天线。所述雷达设备还包括至少一个高频雷达芯片，即HF雷达芯片，所述HF雷达芯片构造用于，产生高频信号并且通过所述发射天线来发射所述高频信号。所述发射天线相对于所述接收天线在第一方向上具有偏移，并且至少一个发射天线与至少一个接收天线在第二方向上具有重叠部。第一方向是竖直方向并且第二方向是水平方向。替代地，第一方向是水平方向并且第二方向是竖直方向。本发明专利技术还涉及一种用于制造雷达设备的方法。制造雷达设备的方法。制造雷达设备的方法。

【技术实现步骤摘要】
雷达设备和用于制造雷达设备的方法


[0001]本专利技术涉及一种雷达设备和一种用于制造雷达设备的方法。

技术介绍

[0002]除了距离和相对速度之外，方位角和仰角对于驾驶员辅助系统中的环境监测来说也是非常重要的，因为在这方面可以执行车道分配并且就目标的相关性做出声明。因此可以求取出，对象是否是可从其上驶过的(
ü
berfahrbar)、可相向行驶的(gegenfahrbar)或可从其下驶过的(unterfahrbar)。
[0003]目标的方位角和仰角可以由雷达阵列的发射天线和/或接收天线的幅度差和/或相位差求取出。为了提高角度估计的精度和分离能力，可以使用MIMO原理(多输入多输出，英文：multiple input multiple output)。与具有一个发射天线和多个接收天线的经典SIMO雷达(单输入多输出，英文：single input multiple output)相比，为此目的使用了多个发射天线和多个接收天线。
[0004]在估计角度时，将接收信号与先前测量的与角度相关的天线图进行比较。对于只有一个目标处于(d，v)单元中的情况而言，所估计的角度作为接收信号和天线图之间的最佳一致性位置出现，其中，d表示距离并且v表示相对速度。
[0005]从US8436763B2中已知一种MIMO雷达传感器，其使用具有码分复用方法的MIMO原理和两个发射天线，以便改进方位角估计。在此，两个发射天线布置在整个阵列的左或右边缘处，以便如此实现尽可能大的虚拟孔径。
[0006]以平面技术实现天线需要在印刷电路板上的、用于从一个或多个高频模块到天线的天线馈线的空间。由此增加了天线阵列的整体尺寸。
[0007]雷达传感器通常以隐藏的方式安装在车辆中。在这里，干扰性车辆部件不得位于其中的必要区域起着重要作用。必要的保留区域(Freihaltebereich)通常由所谓的雷达装配椎体来描述，所述雷达装配椎体的尺寸与天线阵列的整体尺寸直接相关。因此有利的是，将雷达装配椎体保持为尽可能小的。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了雷达设备和用于制造雷达设备的方法。
[0009]有利的扩展方案在下文中描述。
[0010]根据第一方面，本专利技术涉及一种雷达设备，其具有多个发射天线和多个接收天线。所述雷达设备还包括至少一个高频雷达芯片，即HF雷达芯片，所述HF雷达芯片构造用于，产生高频信号并且通过所述发射天线来发射所述高频信号。所述发射天线相对于所述接收天线在第一方向上具有偏移，并且至少一个发射天线与至少一个接收天线在第二方向上具有重叠部。第一方向是竖直方向并且第二方向是水平方向。替代地，第一方向是水平方向，并且第二方向是竖直方向。
[0011]根据第二方面，本专利技术涉及一种用于制造雷达设备的方法。在此，构造多个发射天
线和多个接收天线。使用至少一个HF雷达芯片，所述HF雷达芯片构造用于，产生高频信号并且通过所述发射天线来发射所述高频信号。发射天线和接收天线如此布置，使得所述发射天线相对于所述接收天线在第一方向上具有偏移并且至少一个发射天线与至少一个接收天线在第二方向上具有重叠部。第一方向是竖直方向并且第二方向是水平方向。替代地，第一方向是水平方向，并且第二方向是竖直方向。
[0012]专利技术优点
[0013]本专利技术提供了一种紧凑的MIMO雷达传感器，其具有稳健且明确的方位角估计和仰角估计以及尽可能小的雷达装配椎体和箱体体积。
[0014]根据雷达设备的另一个实施方式，发射天线布置在接收天线上方或下方。在这种情况下，在虚拟阵列中能够实现相中心的小间距，并且雷达传感器同时在水平方向上保持紧凑。在这样的布置中，能够实现如下水平重叠的天线：所述水平重叠的天线在发射天线和接收天线之间没有竖直偏移的情况下将是不可能实现的，或者仅通过将发射阵列与接收阵列水平相邻地布置的方式才能实现，这将导致雷达传感器在水平方向上的更大的尺寸。
[0015]根据雷达设备的另一个实施方式，至少一个HF雷达芯片居中地放置在发射天线和接收天线之间，从而从至少一个HF雷达芯片到发射天线和接收天线的馈送管线能够短地形成。
[0016]优选，发射天线和接收天线不是在平面天线技术中与高频模块在印刷电路板的同一侧上来实现的。
[0017]根据雷达设备的另一个实施方式，该雷达设备具有衬底、例如印刷电路板，其中，发射天线和接收天线布置在衬底的第一侧(例如印刷电路板的上侧)上，并且其中，至少一个HF雷达芯片布置在衬底的第二侧(例如印刷电路板的背侧)上。
[0018]根据雷达设备的另一个实施方式，发射天线和接收天线构造为微带天线(平面天线)，其中，优选，至少一个HF雷达芯片布置在印刷电路板的背侧上并且发射天线和接收天线布置在印刷电路板的上侧上。用于天线的馈送网络能够布置在印刷电路板的背侧或前侧上。此外，能够设置穿过印刷电路板的HF敷镀通孔(HF
‑
Durchkontaktierung)或HF贯穿耦合部(HF
‑
Durchkoppelung)，以便将印刷电路板的上侧上的发射天线和接收天线与至少一个HF雷达芯片耦合。
[0019]根据雷达设备的另一个实施方式，发射天线和接收天线构造为衬底集成波导天线，即SIW天线。优选，至少一个HF雷达芯片布置在印刷电路板的背侧上，并且发射天线和接收天线布置在印刷电路板的上侧上。
[0020]根据雷达设备的另一个实施方式，SIW天线包括多层的SIW波导管结构。根据另外的实施方式，SIW天线也能够单层地构造。
[0021]根据雷达设备的另一个实施方式，发射天线和接收天线构造为电介质谐振器天线，DRA。这种天线类型由电介质圆柱体构成，所述电介质圆柱体粘合在印刷电路板上。天线元件给每个占用的面积提供更高的天线增益，并且因此尽管方向特性相似，但是要求(尤其是在竖直方向上)明显更小的空间。在这种天线技术中，至少一个HF雷达芯片能够在与发射天线和接收天线布置在印刷电路板的同一侧或相反侧上。
[0022]根据雷达设备的另一个实施方式，发射天线和接收天线构造为波导管天线。根据一个实施方式，至少一个HF雷达芯片在此能够布置在印刷电路板的上侧上，馈送网络能够
布置在印刷电路板的上侧上的高频衬底上，并且波导耦合器(发射器(Launcher))也能够布置在HF衬底上。根据另一个实施方式上，至少一个HF雷达芯片能够布置在印刷电路板的背侧上并且通过敷镀通孔或贯穿耦合部与在印刷电路板的上侧上的高频衬底上的馈送网络连接。此外，波导耦合器布置在HF衬底上。
[0023]根据另一个实施方式上，至少一个HF雷达芯片与波导耦合器位于印刷电路板的上侧或下侧上的封装中，其中，馈送管线构造在波导管中。在放置在印刷电路板的下侧上的情况下，波导耦合结构在此通过穿过印刷电路板的适当的开口进行辐射，所述开口还能够侧向地被金属化。替代地，它通过在印刷电路板中的、设计为至少雷达透明的区域辐射到波导管中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达设备(1a
‑
1e)，其具有：多个发射天线(2；2a
‑
2d)和多个接收天线(3；3a
‑
3d)；以及至少一个高频雷达芯片(7)，即HF雷达芯片，所述HF雷达芯片构造用于，产生高频信号并且通过所述发射天线(2；2a
‑
2d)来发射所述高频信号；其中，所述发射天线(2；2a
‑
2d)相对于所述接收天线(3；3a
‑
3d)在第一方向上具有偏移并且至少一个发射天线(2；2a
‑
2d)与至少一个接收天线(3；3a
‑
3d)在第二方向上具有重叠部；其中，所述第一方向是竖直方向并且所述第二方向是水平方向，或者其中，所述第一方向是水平方向并且所述第二方向是竖直方向。2.一种雷达设备(1a；1c
‑
1e)，其具有衬底，其中，发射天线(2；2a
‑
2d)和接收天线(3；3a
‑
3d)布置在所述衬底的第一侧上，其中，至少一个HF雷达芯片(7)布置在所述衬底的第二侧上。3.根据权利要求2所述的雷达设备(1a；1c
‑
1e)，其中，所述发射天线(2；2a
‑
2d)和所述接收天线(3；3a
‑
3d)构造为微带天线。4.根据权利要求2所述的雷达设备(1a；1c
‑
1e)，其中，所述发射天线(2；2a
‑
2d)和接收天线(3；3a
‑
3d)构造为衬底集成波导天线，即SIW天线。5.根据权利要求4所述的雷达设备(1a；1c
‑
1e)，其中，所述SIW天线包括多层的SIW波导管结构。6.根据权利要求1或2所述的雷达设备(1a
‑
1e)，其中，所述发射天线(2；2a
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：