专利名称：紧凑结构形式的雷达传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及紧凑结构形式的雷达传感器。由DE 10300955 Al公 知了一种微波雷达发送接收器。在那里在一个基片(Substmt)的上 侧上设置有有源的电路部件。在基片本身中以多层结构集成了无源的 部件。
背景技术：
在先申请DE 102004059332.9也给出了一种雷达发送接收器，其 中，在单个芯片上在一个平面中彼此相邻地设置有一个振荡器、 一个 混频器及一个天线。对于用作泊车辅助的距离传感器通常使用基于超声波的系统。尽 管其作用距离不断增大但超声波传感器达到其物理的极限。超过4米 的作用距离则几乎不能用合理的成本来达到。此外借助超声波不能用 多普勒分析(Dopplerauswertung)，即不能直接进行速度确定。物体 的方位角的确定瞬时地通过交叉回声分析(Kreuzechowertung)来实 现，即对于角度信息的确定总是要二个或多个传感器参与。最大的机 动车速度受到很大限制，因为出现的风噪不允许分析。超声波传感器 必需始终与空气介质直接接触地安装，即它总是在保险扛上可被看到。发明内容根据权利要求l的雷达传感器其组成为 一个HF基片； 一个发射阵列及至少一个接收阵列，其中，发射阵列及接收阵列包括它们的馈电线在内集成在HF基片的第一面上；HF基片的第二面上具有高频组件，它尤其由一个微波振荡器、发射及接收开关及至少一个接收 侧的混频器，该混频器用于至少一个雷达接收信号的降频混频(Hembmischung); HF基片中的高频耦合装置，用于发射阵列及接 收阵列与HF基片的第二面上的高频组件的高频上的耦合；可用该雷 达传感器替代超声波传感器，而不需要提供更大的结构空间。相对超 声波传感器来说其作用距离可提高5倍。利用从属权利要求的附加措 施，可以借助多普勒效应进行直接的速度求值。同样可由单个传感器 可获得角度信息，而不用借助两个传感器的交叉回声分析。根据本发明的实施提供了比根据DE 102004059332.9的解决方案更紧凑的结构。通过该紧凑的结构可使其外部尺寸及口径(Apertur)与迄今的超 声波传感器相协调，以致在安装位置上不需要改变结构及该雷达传感 器可安装到一个超声波传感器的支架上。根据本发明的雷达传感器不 受风噪的影响，因此它也可用于高速度。可实现在保险杠后面隐蔽的 安装。超声波传感器的测量精确度及分辨率，可借助根据本发明的雷 达传感器使用在79GHz处UWB (超宽带)带中的可供使用的4GHz的带宽来达到。通过增大作用距离可实现支持驾驶员的新功能，例如 新的泊车功能。正是这些新的功能能够获得速度信息及更高的使用速 度，例如可用于行人保护领域中的PSS应用或支持用于频繁停车 (Stop-and-go)工况的LRR (远程雷达)。
以下借助附图来详细地描述本发明。附图表示:图1:雷达传感器的正面的俯视图，图2:雷达传感器的背面的俯视图，图3:用于雷达传感器的信号准备及信号处理的电路框图。
具体实施方式
根据图1，本发明的雷达传感器由一个具有圆形口径的低损耗的HF基片1组成。在该HF基片的正面设置有由四个贴片单元2组成的一个发射阵列及至少一个接收阵列，在该实施例中表示为两个接收阵列，每个接收阵列具有四个贴片单元3。到阵列的信号输入通过馈 电线4来实现，这些馈电线例如作为条状线路也设置在HF基片上。 贴片单元阵列允许在仰角上聚集射束，例如用于消隐道路的回波干 扰。三个阵列的馈电端口借助高频耦合装置5引导到HF基片的背面 上，在该所示的实施例中为缝隙耦合器。在HF基片的背面上进行用 于雷达传感器发射工作的信号准备及用于该雷达传感器接收工作的 信号分析处理。对于雷达结构，除了接收通道的双重实施外，还可使用例如根据 WO 2004/051305 A2或EP 1245964 Bl的SRR (短程雷达)的设计。 根据图2及3，设置有一个优选SiGe (硅-锗)技术的、VCO-MMIC 振荡器形式的微波振荡器6。不需要借助标准频率发生器及PLL的稳 定，因为基于检测范围对相位噪声的要求没有这么高。这种SiGe VCO 仅需要l-2mr^的面积。通过该振荡器-MMICs的典型的对称的输出 可并行地提供用于发射路径及接收路径的信号。此时，为了产生一定 的带宽，将发射信号以及接收信号输送给快速的、优选以SiGe实现 的MMIC开关的发射及接收开关7、 8，所述开关借助250ps范围中 的极短的脉冲的产生来产生4GHz带宽的频谱。发射脉冲通过发射天 线9 (贴片2)发射出，接收阵列20及21的接收脉冲分别作为基准 提供给两个接收混频器11及12，这两个接收混频器也用MMIC技术构造。通过接收开关7的开关时刻相对发射开关8的开关时刻的在时 间上的变化可实现在接收混频器10及11中选择地接收及由此进行距离扫描。对HF印刷电路板(HF基片1)的控制及信号的分析处理在一个 后置的NF印刷电路板上实现，该NF印刷电路板借助柔性电线连接 到HF印刷电路板。NF印刷电路板基本上包括三个组件作为ASIC (专用集成电路)的电压源13及到机动车的控制装置的接口，作为 ASIC的雷达传感器正面的延迟线14形式的控制部分及用于信号处理 的具有DSP(数字信号处理)的处理器15。延迟线14被这样地调节， 使得在一个待观测的测距单元(Entfemimgszelle)中分别在混频器10 及11的两个输入端上施加HF信号。混频器10及11的输出端则提 供ZF输出信号，这些ZF信号被继续处理以进行距离确定及速度确 定(倍频器)。通过两个混频器10及11的雷达信号的相关性可用公 知的高分辨的方法实现角度确定。
权利要求
1.紧凑结构形式的雷达传感器，包括一HF基片(1)，一发射阵列(2)及至少一个接收阵列(3)，其中发射阵列及接收阵列包括它们的馈电线(4)在内被集成在HF基片的一第一面上，所述HF基片(1)的一第二面上的高频组件，它尤其由一微波振荡器(6)、发射及接收开关(7，8)及至少一个接收侧的混频器(10，11)，该混频器用于至少一个雷达接收信号的降频混频，HF基片中的高频耦合装置(5)，用于发射阵列及接收阵列(2，3)的馈电线(4)与该HF基片(1)的所述第二面上的高频组件(6，7，8，10，11)在高频上的耦合。
2. 根据权利要求1的雷达传感器，其特征在于耦合装置(5) 由HF基片(1)中的缝隙耦合器组成。
3. 根据权利要求1或2的雷达传感器，其特征在于所述微波振 荡器(6)、发射及接收开关(7， 8)及接收侧的一个/多个混频器(10， 11)分别构造成MMIC组件。
4. 根据权利要求1-3中一项的雷达传感器，其特征在于为了发 射及接收开关(7， 8)的控制及为了被降频混频的雷达接收信号的分 析处理，设置有一单独的组件载体，该组件载体载有ASIC组件以及 具有数字信号处理功能的一处理器(15)。
5. 根据权利要求4的雷达传感器，其特征在于该组件载体设置 在HF基片(1)的后面及与该HF基片尤其通过一柔性电线形成电连 接。
6. 根据权利要求1-5中一项的雷达传感器，其特征在于HF基片 (1)具有常规的超声波传感器的外部尺寸，由此该雷达传感器可与一这样的超声波传感器互换。
7. 根据权利要求1-6中一项的雷达传感器，其特征在于对于发 射阵列设置有四个贴片单元(2)，对于接收阵列设置有两列、每列各四个贴片单元(3)。
8. 根据权利要求1-7中一项的雷达传感器，其特征在于它取代传统的超声波传感器用作泊车传感器。
9. 根据权利要求1-8中一项的雷达传感器，其特征在于它被构造来借助多普勒效应用于速度求值和/或用于通过两个接收阵列(3 )的雷达接收信号的分析处理进行角度确定。
10. 根据权利要求1-9中一项的雷达传感器，其特征在于它以约4GHz的带宽工作在79GHz上。
全文摘要
本发明涉及一种紧凑结构形式的雷达传感器，其中，发射阵列及接收阵列(2，3)连同它们的馈电线(4)设置在一个HF基片的正面上。有源的高频组件(6，7，8，10，11)设置在该HF基片的背面上。所述馈电线(4)与所述背面上的所述高频组件的耦合通过高频耦合装置(5)来实现。
文档编号G01S7/03GK101243328SQ200680029431
公开日2008年8月13日 申请日期2006年7月18日 优先权日2005年8月11日
发明者D·施泰因布赫, H·奥尔布里希, T·瓦尔特 申请人:罗伯特·博世有限公司