用于接收电磁波的天线设备和用于运行用于接收电磁波的天线设备的方法与流程

本发明涉及一种用于接收电磁波、尤其是雷达波或毫米波的天线设备以及一种用于运行用于接收电磁波、尤其是雷达波或毫米波的天线设备的方法。所述天线设备和所述方法尤其构造用于削弱或抑制天线与一个或多个覆盖物之间的多次反射。

背景技术：

雷达传感器经常用于检测围绕雷达传感器的周围环境。如果雷达传感器布置在运输工具上，则例如检测该运输工具的周围环境。为此，雷达传感器发射具有特定波参数——例如频率和/或调制的电磁波。所发射的电磁波被雷达传感器的周围环境中的可能外部物体反射。所反射的电磁波的一部分被接收天线接收然后被分析处理。

典型地测量传播时间(Laufzeit)差，例如以相邻的接收天线之间的一个或多个相位关系来表示。由于电磁波的传播速度已知，因此可以确定外部物体的方向，所发射的电磁波在所述外部物体上被反射(所谓的方向估算或角度估算)。

这种雷达传感器经常安装在较大的物体——例如运输工具内，例如运输工具的缓冲器后面。当电磁波被接收天线的载体部分反射至缓冲器的情况下，可能引起电磁波通过缓冲器重新反射回到接收天线上。这种效应可能多次相继出现。

一次或多次反射到接收天线上的电磁波与原始的、仅在外部物体上反射的电磁波相叠加。如果现在对代表不同接收通道的不同接收天线之间的传播时间差进行分析处理，则在分析处理时也要考虑由不希望的一次或多次反射产生的分量。

在DE 10 2013 221 091 A1中描述了一种在运输工具中使用的集成在缓冲器中的雷达固定系统。

技术实现要素：

本发明公开了一种具有权利要求1的特征的天线设备以及一种具有权利要求10的特征的方法。

相应地，设置有天线设备，所述天线设备具有：载体；至少一个布置在所述载体的外侧上的接收天线装置，所述接收天线装置用于接收具有第一极化的电磁波；至少一个布置在所述载体的外侧上的复极化装置，所述复极化装置构造用于将出现在该复极化装置上的具有第一极化的电磁波作为具有第二极化的电磁波进行再发射；滤波装置，所述滤波装置布置在所述载体的外侧上并且构造用于吸收具有第二极化的电磁波。

“载体的外侧”尤其应理解为完全面向确定方向的平面，即所述平面的取向可以通过单个法向矢量来描述。所述载体也可以称为基底。所述载体的外侧也可以通过弯曲的表面构成或者是通过完全的表面构成的。

此外，设置有用于运行用于接收电磁波的天线设备的方法，所述方法具有以下步骤：借助载体的外侧上的至少一个接收天线装置来接收具有第一极化的电磁波；将出现在所述载体的外侧上的复极化装置上的具有第一极化的电磁波作为具有第二极化的电磁波进行再发射；借助所述载体的外侧上的滤波装置吸收具有第二极化的电磁波。

本发明的优点

本发明所基于的认识在于：通过天线设备的适当构型能够降低或消除由外部物体反射的电磁波在紧邻该天线设备中的和/或在天线设备本身的组成部分处的不希望的一次或多次反射。

本发明所基于的构思现在在于：通过在载体处布置至少一个复极化装置，在所述载体上或所述载体处布置有至少一个接收天线装置，来顾及上述认识。因此，复极化——即借助第二极化再发射出现在复极化装置上的电磁波而非出现在接收天线装置之一上的电磁波。第二极化不同于第一极化。有利地，通过滤波装置吸收具有第二极化的电磁波，使得具有第二极化的电磁波例如在另一次反射之后不会以不希望的方式入射到至少一个接收天线装置上。

因此，借助所述天线设备的测量在小得多的程度上受到反射的负面影响并且改善了例如外部物体相对天线设备的位置的角度估算的测量精确度。

除了对于传播时间差测量之外，还例如有利的是：例如借助唯一的接收天线装置要关于频谱强度测量频谱，因为不同的频率在不同的面和材料上能够以不同的比例反射，使得通过每一次另外的反射可能额外产生不希望的不可靠性。

接收天线装置包括至少一个接收天线，所述至少一个接收天线尤其可以包括一个或多个贴片元件(Patchelement)。接收天线装置也可以包括相应的分析处理电子器件。然而，也可以为多个或所有接收天线装置设置一个共同的分析处理电子器件。

电磁波的极化通常是电磁波的电场或磁场的空间取向。“电磁波的极化”尤其应理解为圆极化(zirkulare Polarisation)或线极化(lineare Polarisation)。第一极化和第二极化以有利的方式彼此尽可能地不同。也就是说，如果第一极化是具有第一极化方向的第一线极化，则第二极化可以优选是具有第二极化方向的第二线极化，该第二极化方向垂直于第一极化方向。

所述滤波装置可以构造为吸收层，该吸收层相比具有第一极化的电磁波更强地吸收具有第二极化的电磁波，尤其以10至20或更大的系数更强地吸收。所吸收的具有第二极化的电磁波在所述滤波装置中绝大部分、优选全部地转换成热。

由从属权利要求和参照附图的说明中得到有利的实施方式和扩展方案。

根据一种有利的扩展方案，至少一个接收天线装置布置在载体的外侧处。根据另一种有利的扩展方案，至少一个复极化装置布置在载体的外侧处。因此，所述接收天线装置和/或所述复极化装置能够特别简单并且以低技术耗费地制造。

如果元件要被构造在载体的外侧“上”或是构造在载体的外侧“上”的，则既可以理解为，所述元件在第二载体的外侧——即外表面处被直接构造在载体处或是在第二载体的外侧——即外表面处直接构造在载体处的，又可以理解为，所述元件被间接地或间隔地构造在所述外侧上方或是间接地或间隔地构造在所述外侧上方的。如果元件要被构造在载体的外侧“处”或是构造在载体的外侧“处”的，则应理解为，所述元件被直接地构造在载体的外侧——即外表面处或是直接地构造在载体的外侧——即外表面处的。如果要相对于第二元件以确定的方式布置第一元件，则由此不一定确定的是，当第一元件构造时，第二元件必须已经构造。而是这里描述一种最终状态，本领域技术人员根据描述便知道建立所述终端状态。

根据另一种有利的扩展方案，在载体的外侧处布置有第一数量的接收天线装置和第二数量的复极化装置。根据另一种有利的扩展方案，第一数量的接收天线装置和第二数量的复极化装置覆盖载体的外侧的至少百分之五十，特别优选至少百分之七十五，尤其至少百分之九十。因此使具有第一极化的电磁波在所述载体的外侧处的反射最小化。

根据另一种有利的扩展方案，所述天线设备具有用于至少一个接收天线装置的雷达天线罩(Radom)，其中，所述滤波装置构造在该雷达天线罩中。雷达天线罩保护接收天线装置、尤其是接收天线装置的接收天线免受外部影响。通过雷达天线罩与滤波装置的组合，能够在制造时实现空间节省和更低技术耗费。根据另一种有利的扩展方案，所述滤波装置通过置入所述雷达天线罩中的导电丝、尤其是非金属的导电丝构成。这些导电丝优选地由石墨组成或具有石墨。

根据另一种有利的扩展方案，所述天线设备包括覆盖装置，该覆盖装置布置在载体的外侧上，其中，所述滤波装置布置在所述载体的外侧与所述覆盖装置之间。所述覆盖装置尤其可以涉及用于运输工具的缓冲器或运输工具的缓冲器。“运输工具”尤其应理解为机动运输工具、道路运输工具、轨道运输工具、水上运输工具和/或空中运输工具。根据本发明的天线设备可以有利地集成在覆盖装置中。

根据另一种有利的扩展方案，所述天线设备包括至少一个发射天线装置，借助所述至少一个发射天线装置能够发射具有第一极化的电磁波。所述发射天线装置也可以构造用于产生待发射的电磁波。所述发射天线装置包括至少一个发射天线，所述至少一个发射天线例如包括一个或多个贴片元件。为了发射具有第一极化的电磁波，所述发射天线装置可以与信号源连接和/或与极化滤波器耦合，它们可以分别是天线设备的一部分。

根据另一种有利的扩展方案，在所述载体的外侧处布置有第一数量的接收天线装置和第二数量的复极化装置。所述至少一个发射天线装置尤其布置在所述载体的外侧处。优选地，所述第一数量的接收天线装置和所述第二数量的复极化装置和所述至少一个发射天线装置一起覆盖所述载体的外侧的至少百分之五十，特别优选至少百分之七十五，尤其至少百分之九十。

附图说明

以下借助在附图的示意图中示出的实施例来详细地解释本发明。附图示出：

图1：根据本发明的一种实施方式的天线设备10的示意性侧视图；

图2：根据本发明的另一种实施方式的天线设备100的示意性侧视图；

图3：复极化装置40′的可能的构型的示意图；

图4：用于解释根据本发明的再一种实施方式的用于运行天线设备的方法的示意性流程图。

在所有的附图中，只要没有其他说明，相同的或功能相同的元件和设备设有相同的附图标记。方法步骤的编号起清楚作用并且尤其只要没有其他说明则不暗示确定的时间顺序。尤其也可以同时执行多个方法步骤。如果没有明确的其他说明，示意图不一定是按比例的。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一种实施方式的天线设备10的示意性侧视图。

用于接收电磁波的天线设备10包括具有外侧22的载体20。在所述外侧22上，尤其在外侧22处，布置有用于接收具有第一极化50的电磁波的接收天线装置30。

此外，在载体20的外侧22上，尤其在外侧22处，布置有至少一个复极化装置40，所述复极化装置40构造用于将在该复极化装置40上出现的具有第一极化50的电磁波作为具有第二极化52的电磁波进行再发射。在外侧22上，尤其是与所述外侧22间隔地，布置有滤波装置60，该滤波装置构造用于吸收具有第二极化52的电磁波。

图2示出根据本发明的另一种实施方式的天线设备100的示意性侧视图。天线设备100是天线设备10的一种变型方案并且与天线设备10相比具有载体20的外侧22上、尤其载体20的外侧22处的第一数量的——这里：二个——接收天线装置30以及第二数量的——这里：三个——复极化装置40。所述接收天线装置30以及所述复极化装置40可以二维地分布在载体20的外侧22上。

此外，所述天线设备100具有载体20的外侧22处的发射天线装置80，借助该发射天线装置可以发射具有第一极化50的电磁波。所述发射天线装置80可以包括用于产生具有第一极化50的待发射的电磁波的信号源和/或极化滤波器。

发射天线装置80以及复极化装置40如此构造，使得第一极化和第二极化50、52是两个不同的、相互垂直的线极化。

在天线设备100中，所述滤波装置60布置在外侧22与覆盖装置70之间，该覆盖装置例如构造为或可以用作或用作运输工具的缓冲器。滤波装置60通过置入雷达天线罩中的、例如由石墨构成的导电丝实现。覆盖装置70尤其位于载体20的外侧22与以下方向之间：从该方向上最频繁地可预期由发射天线80发射出的、在外部物体处反射的电磁波。优选地，滤波装置60也位于载体20的外侧22与以下方向之间：从该方向上最频繁地可预期由发射天线80发射出的、在外部物体处反射的电磁波。

图3示出复极化装置40′可以用在根据本发明的天线设备、尤其是天线设备10或100中的一种可能构型的示意图。

所述复极化装置40′包括风筝形的金属贴片42和埋设在其下面的金属微带线路48。贴片42通过两个耦合缝44、46耦合到微带线路48上。贴片42、微带线路48和耦合缝44、46优选位于不同的铜层上并且在电流方面不彼此连接。在复极化装置40的相应布置的情况下，入射到贴片42上的具有第一极化50的电磁波通过贴片42接收并且通过第一耦合缝44耦合到埋设的微带线路48中。在那里电磁波传播到第二耦合缝46，重新耦合到贴片42中，然后通过贴片42辐射。第二耦合缝46相对于第一耦合缝44转动了90度，由此发生了电磁波的90度的极化旋转。

在图3中，贴片42、耦合缝44、46和微带线路48分别以示意性斜视图示出一次并且以示意性俯视图示出一次。

图4示出用于解释根据本发明的再一种实施方式的用于运行天线设备的方法的示意性流程图。根据本发明的方法可以用于运行根据本发明的天线设备并且可以关于根据本发明的天线设备、尤其是天线设备10和100的所有描述的或暗含的扩展方案和变型方案进行匹配。

在步骤S01中，借助载体的外侧上的至少一个接收天线装置来接收具有第一极化的电磁波。

在步骤S02中，将出现在载体20的外侧22上的复极化装置40；40′上的具有第一极化50的电磁波作为具有第二极化52的电磁波进行再发射。

在步骤S03中，借助载体20的外侧22上的滤波装置60至少部分地、优选过半数地、特别优选全部地吸收具有第二极化52的电磁波。

虽然以上借助优选实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于这些实施例，而是可以按各种方式来进行修改。尤其是可以用各种各样的方式改变或修改本发明，而不偏离本发明的核心。