DE102023105814A1 - Outer skin component for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing an outer skin component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Außenhautbauteil für ein Kraftfahrzeug, ein Kraftfahrzeug mit Außenhautbauteil und ein Verfahren zur Erzeugung eines Außenhautbauteils. Das Außenhautbauteil beinhaltet einen Grundkörper (12) mit einer Vorderseite (13) und einer der Vorderseite (13) abgewandten Rückseite (14) und mindestens zwei Wellenleiterstrukturen (20, 30), die sich jeweils von einem ersten Kopplungspunkt (22, 32) auf der Rückseite (14) bis zu einem zweiten Kopplungspunkt (24, 34) auf der Vorderseite (13) erstrecken, wobei die Wellenleiterstrukturen (20, 30) zur Weiterleitung von Radarsignalen ausgebildet sind. The invention relates to an outer skin component for a motor vehicle, a motor vehicle with an outer skin component and a method for producing an outer skin component. The outer skin component includes a base body (12) with a front side (13) and a rear side (14) facing away from the front side (13) and at least two waveguide structures (20, 30), each of which extends from a first coupling point (22, 32) on the rear side (14) to a second coupling point (24, 34) on the front side (13), wherein the waveguide structures (20, 30) are designed to transmit radar signals.
Description
Die Erfindung betrifft ein Außenhautbauteil, ein Kraftfahrzeug mit derartigem Außenhautbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Außenhautbauteils.The invention relates to an outer skin component, a motor vehicle with such an outer skin component and a method for producing an outer skin component.
Im Rahmen der zunehmenden Integration von Fahrerassistenzsystemen und aufgrund der Entwicklung in Richtung autonom fahrender Fahrzeuge werden zunehmend Radarfunktionen in Kraftfahrzeuge integriert. Hierbei erschweren jedoch die begrenzten räumlichen Verhältnisse im Fahrzeug die Integration von Radarvorrichtung und limitieren die Größe derselben.As part of the increasing integration of driver assistance systems and due to the development towards autonomous vehicles, radar functions are increasingly being integrated into motor vehicles. However, the limited space in the vehicle makes the integration of radar devices difficult and limits their size.
Im Sinne der Sensorentwicklung soll die Winkelauflösung der Radare weiter erhöht werden. Das physikalische Limit ist durch die Aperturgröße des Radars gegeben, also durch den größten Abstand zweier einzelner Antennenkanäle auf dem Radar. Die Antennen werden üblicherweise als Mikrostreifenleiter auf einem geeigneten Substrat, wie z.B. einer Platine aufgebracht.In terms of sensor development, the angular resolution of radars should be further increased. The physical limit is given by the aperture size of the radar, i.e. the largest distance between two individual antenna channels on the radar. The antennas are usually applied as microstrip conductors on a suitable substrate, such as a circuit board.
Bislang werden als Radarvorrichtung stand-alone Geräte verwendet, die in das Fahrzeug eingebaut werden. Aufgrund der räumlichen Verhältnisse im Fahrzeug ist die mögliche Größe derartiger Geräte limitiert und liegt für Radarvorrichtungen mit einem Frequenzbereich um 77 GHz typischerweise im Bereich von ca. 12 cm. Eine beliebige Vergrößerung der Radarvorrichtung um größere Aperturen zu ermöglichen ist nicht möglich, da der Einbauraum im Fahrzeug fehlt.Up to now, stand-alone devices that are installed in the vehicle have been used as radar devices. Due to the spatial conditions in the vehicle, the possible size of such devices is limited and is typically in the range of around 12 cm for radar devices with a frequency range of around 77 GHz. It is not possible to enlarge the radar device to any extent to enable larger apertures, as there is not enough installation space in the vehicle.
Obwohl die Radarvorrichtungen geschlossene Geräte sind, welche durch ein Gehäuse vor äußeren Einflüssen geschützt sind, werden sie im Fahrzeug häufig hinter einer zusätzlichen Abdeckung, wie z.B. einem Designradom, angeordnet, um sie optisch zu kaschieren und ein fahrzeugtypisches Design zu ermöglichen. Diese zusätzlichen Abdeckungen der Radarantenne werden zwar radartransparent ausgestaltet, erzeugen jedoch eine Zusatzdämpfung des Radarsignals in der Größenordnung von 1 dB bis 3 dB. Hierdurch reduziert sich die Maximalreichweite des Radars bzw. verschlechtert sich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Radarvorrichtung.Although radar devices are closed devices that are protected from external influences by a housing, they are often arranged in the vehicle behind an additional cover, such as a designer radome, to conceal them visually and enable a vehicle-specific design. These additional covers of the radar antenna are designed to be radar-transparent, but they create an additional attenuation of the radar signal in the order of 1 dB to 3 dB. This reduces the maximum range of the radar and worsens the signal-to-noise ratio of the radar device.
Aus der Druckschrift
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit anzugeben wie eine Radarvorrichtung verbessert in ein Fahrzeug integriert werden kann. Insbesondere sollen die voranstehend beschriebenen Nachteile verringert werden.Against this background, the object of the invention is to provide a possibility for improving the integration of a radar device into a vehicle. In particular, the disadvantages described above are to be reduced.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Außenhautbauteil nach Patentanspruch 1, ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 11 und ein Verfahren nach Patentanspruch 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.The object is achieved by an outer skin component according to
Es wird ein Außenhautbauteil für ein Kraftfahrzeug angegeben mit einem Grundkörper mit einer Vorderseite und einer der Vorderseite abgewandten Rückseite und mit mindestens zwei Wellenleiterstrukturen, die sich jeweils von einem ersten Kopplungspunkt auf der Rückseite bis zu einem zweiten Kopplungspunkt auf der Vorderseite erstrecken, wobei die Wellenleiterstrukturen zur Weiterleitung von Radarsignalen ausgebildet sind.An outer skin component for a motor vehicle is specified, comprising a base body with a front side and a rear side facing away from the front side, and with at least two waveguide structures, each extending from a first coupling point on the rear side to a second coupling point on the front side, wherein the waveguide structures are designed to transmit radar signals.
In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Außenhautbauteils angegeben mit den Schritten:
- Erzeugen eines Grundkörpers mit einer Vorderseite und einer der Vorderseite abgewandten Rückseite,
- Anordnen oder Ausbilden von mindestens zwei Wellenleiterstrukturen derart, dass diese sich jeweils von einem ersten Kopplungspunkt auf der Rückseite bis zu einem zweiten Kopplungspunkt auf der Vorderseite erstrecken, wobei die Wellenleiterstrukturen zur Weiterleitung von Radarsignalen ausgebildet sind.
- Creating a basic body with a front side and a back side facing away from the front side,
- Arranging or forming at least two waveguide structures such that they each extend from a first coupling point on the rear side to a second coupling point on the front side, wherein the waveguide structures are designed to transmit radar signals.
Mit anderen Worten gesagt wird ein Außenhautbauteil durch das Vorsehen von Wellenleiterstrukturen zusätzlich mit der Funktion einer Radarantenne versehen. Die Wellenleiterstrukturen werden vorzugsweise in das Außenhautbauteil integriert. Ein derartiges Außenhautbauteil übernimmt im Zusammenhang mit der Radarvorrichtung zwei Funktion: zum einen dient es der Weiterleitung der Radarsignale mit sehr geringer Dämpfung, zum anderen bietet es die Möglichkeit, die Radarvorrichtung optisch zu kaschieren. Das Außenhautbauteil wird quasi integraler Bestandteil der Radarvorrichtung und die Radarapertur ist nur noch durch die Größe des Außenhautbauteils limitiert, da sich die Wellenleiterstrukturen über nahezu beliebige Bereiche des Außenhautbauteils erstrecken können. Weiterhin wird die Dämpfung minimiert, da das primäre Radom, also die radardurchlässige Abdeckung einer stand-alone Radarvorrichtungen, welche sonst integraler Bestandteil des Gehäuses der Radarvorrichtung ist, entfallen kann. Durch die Wellenleiterstruktur, welche sich durch das Außenhautbauteil erstreckt, spielt die Dicke des Außenhautbauteils hinsichtlich der Dämpfung keine nennenswerte Rolle mehr, da die Signalweiterleitung durch die Wellenleiterstruktur erfolgt. Die Außenhautbauteile können mit üblichen Abmessungen hergestellt werden, eine Anpassung der Materialdicke zum Zwecke der Erhöhung der Radartransparenz ist nicht erforderlich.In other words, an outer skin component is additionally provided with the function of a radar antenna by providing waveguide structures. The waveguide structures are preferably integrated into the outer skin component. Such an outer skin component has two functions in connection with the radar device: firstly, it serves to transmit the radar signals with very little attenuation, and secondly, it offers the possibility of optically concealing the radar device. The outer skin component becomes an integral part of the radar device and the radar aperture is only limited by the size of the outer skin component, since the waveguide structures can extend over almost any area of the outer skin component. Furthermore, the attenuation is minimized, since the primary radome, i.e. the radar-permeable cover of a stand-alone radar device, which would otherwise be integrated ral component of the radar device's housing. Due to the waveguide structure that extends through the outer skin component, the thickness of the outer skin component no longer plays a significant role in terms of attenuation, since the signal is transmitted through the waveguide structure. The outer skin components can be manufactured with standard dimensions; an adjustment of the material thickness for the purpose of increasing radar transparency is not necessary.
Die Wellenleiterstrukturen sind vorzugsweise dazu eingerichtet, Radarsignale weiterzuleiten, also elektromagnetische Wellen im Gigaherzbereich. In der Kraftfahrzeugtechnik kommen derzeit insbesondere elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 76 bis 77 GHz oder im Frequenzbereich von 24 GHz zum Einsatz. Zukünftig können hier weitere Frequenzbereiche benötigt werden, es versteht sich, dass der Fachmann eine entsprechende Anpassung der Wellenleiterstrukturen vornehmen würde. Vorzugsweise sind die Wellenleiterstrukturen für einen Frequenzbereich von 76 bis 77 GHz z.B. mit einem viereckigen Querschnitt mit einer Kantenlänge im Bereich von 2 bis 4 mm ausgebildet. Es versteht sich, dass in dem Fahrzeugbauteil mehr als zwei Wellenleiterstrukturen vorgesehen sein können. Insbesondere kann es in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass viele, zum Beispiel mehr als 10 oder 20, Wellenleiterstrukturen nebeneinanderher geführt werden. Dies ermöglicht Freiheit bei der Ansteuerung der Antennen, da diese separat angesteuert werden können.The waveguide structures are preferably designed to transmit radar signals, i.e. electromagnetic waves in the gigahertz range. In automotive engineering, electromagnetic waves in the frequency range of 76 to 77 GHz or in the frequency range of 24 GHz are currently used in particular. In the future, further frequency ranges may be required here; it goes without saying that the expert would adapt the waveguide structures accordingly. The waveguide structures for a frequency range of 76 to 77 GHz are preferably designed, for example, with a square cross-section with an edge length in the range of 2 to 4 mm. It goes without saying that more than two waveguide structures can be provided in the vehicle component. In particular, in one embodiment it can be provided that many, for example more than 10 or 20, waveguide structures are guided next to one another. This allows freedom in controlling the antennas, since they can be controlled separately.
Der Grundkörper weist eine Vorderseite und eine der Vorderseite abgewandte Rückseite auf. Im verbauten Zustand am Kraftfahrzeug weist die Vorderseite zur Fahrzeugaußenseite, während die Rückseite des Grundkörpers dem Fahrzeug zugewandt ist. Die ersten Kopplungspunkte sind folglich ebenfalls zum Fahrzeug gerichtet und die zweiten Kopplungspunkte sind vom Fahrzeug weg gerichtet.The base body has a front side and a rear side facing away from the front side. When installed on the motor vehicle, the front side faces the outside of the vehicle, while the rear side of the base body faces the vehicle. The first coupling points are therefore also directed towards the vehicle and the second coupling points are directed away from the vehicle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Wellenleiterstrukturen als metallisierte Hohlleiter ausgebildet. Derartige Hohlleiter haben metallisierte Innenwände, wodurch die Signalweiterleitung quasi in der Luft und folglich mit sehr geringer Dämpfung erfolgt.In a preferred embodiment, the waveguide structures are designed as metallized waveguides. Such waveguides have metallized inner walls, whereby the signal is transmitted virtually in the air and therefore with very little attenuation.
Zur Erzeugung der Wellenleiterstrukturen in Form von Hohlleitern ist es besonders vorteilhaft, wenn der Grundkörper aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist und die Wellenleiterstrukturen als Kanäle im Grundkörper verlaufen. Hierzu kann der Grundkörper beispielsweise in einem Spritzgussprozess ausgebildet werden und in dem Spritzgussprozess werden weiterhin mindestens zwei Kanäle in dem Grundkörper ausgebildet. Die Kanäle haben beispielsweise einen viereckigen Querschnitt. Die Kanäle haben vorzugsweise eine Kantenlänge bzw. einen Durchmesser von ungefähr 2mm bis 4mm. Die Aussage „ungefähr“ schließt hierbei Fertigungstoleranzen und Platzvorhalt für eine nachfolgende Metallisierung mit ein. Vorzugsweise werden die Kanäle auf der Rückseite des Grundkörpers als offene Kanäle ausgebildet und erstrecken sich im Bereich des zweiten Kopplungspunktes bis auf die Vorderseite des Grundkörpers. Eine derartige Herstellung ist im Spritzgussprozess einfach und mit ausreichender Genauigkeit möglich. Zudem bietet diese Herstellung den Vorteil, dass die Wellenleiterstrukturen nahezu unsichtbar in den Grundkörper integriert werden.To produce the waveguide structures in the form of hollow conductors, it is particularly advantageous if the base body is made of a plastic material and the waveguide structures run as channels in the base body. For this purpose, the base body can be formed, for example, in an injection molding process and at least two channels are also formed in the base body in the injection molding process. The channels have, for example, a square cross-section. The channels preferably have an edge length or a diameter of approximately 2 mm to 4 mm. The statement "approximately" includes manufacturing tolerances and space for subsequent metallization. The channels on the back of the base body are preferably formed as open channels and extend in the area of the second coupling point to the front of the base body. Such production is simple and possible with sufficient accuracy in the injection molding process. This type of production also offers the advantage that the waveguide structures are integrated into the base body almost invisibly.
Zur Sicherstellung der notwendigen Signalweiterleitung sind die Hohlkanäle metallisiert. Dies kann beispielsweise durch Bedampfen mit einem geeigneten Metall oder einer Metalllegierung erfolgen. Durch die Bedampfung werden die Innenwände der Kanäle vorzugsweise vollständig mit einer durchgängigen Metallschicht bedeckt. Die Dicke der Metallisierungsschicht richtet sich nach den Anforderungen an den Hohlleiter und der Art des verwendeten Metalls. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Metallisierung 10 Mikrometer oder weniger. Die Metallisierung ist vorzugsweise so dünn, dass sie sich quasi mitdehnen kann, sollte sich der Kunststoff des Grundkörpers aufgrund thermischer Schwankungen ausdehnen oder zusammenziehen. Im Gegensatz zur Verwendung eines Metallrohrs als Hohlleiterstruktur werden durch die metallisierten Kanäle keine mechanischen Spannungen in das Bauteil eingebracht. Zudem ist das Zusatzgewicht für die metallisierten Kanäle quasi vernachlässigbar, wodurch sich eine besonders leichte Bauart mit wenig Materialverbrauch realisieren lässt. Es kann vorteilhaft sein zur Metallisierung eine Maskierung zu verwenden, sodass lediglich die Kanalwandung bedampft wird, die restlichen Oberflächen des Grundkörpers jedoch frei von Metallisierung bleiben.To ensure the necessary signal transmission, the hollow channels are metallized. This can be done, for example, by vaporizing a suitable metal or metal alloy. The vaporization preferably completely covers the inner walls of the channels with a continuous metal layer. The thickness of the metallization layer depends on the requirements of the waveguide and the type of metal used. The thickness of the metallization is preferably 10 micrometers or less. The metallization is preferably so thin that it can expand if the plastic of the base body expands or contracts due to thermal fluctuations. In contrast to the use of a metal tube as a waveguide structure, the metallized channels do not introduce any mechanical stress into the component. In addition, the additional weight for the metallized channels is virtually negligible, which means that a particularly lightweight design with little material consumption can be realized. It can be advantageous to use a mask for metallization so that only the channel wall is vaporized, but the remaining surfaces of the base body remain free of metallization.
Werden die Hohlkanäle im Spritzgussprozess zunächst als einseitig offene Kanäle ausgebildet, so werden diese nach der Metallisierung mit einer Abdeckung verschlossen, wodurch die umfangseitig geschlossenen Hohlleiterkanäle erzeugt werden. Die Abdeckung kann beispielsweise durch ein Kunststoffelement erzeugt werden, welches z.B. einseitig vollständig oder entsprechend dem Verlauf des Kanals partiell metallisiert ist. Die Dicke und das Material der Metallisierung entspricht vorzugsweise der Metallisierung der Kanäle im Grundkörper. Das Kunststoffelement hat vorzugsweise eine Breite, die größer ist als die Breite des Kanals im Grundkörper, und erstreckt sich über die Länge des Kanals. Das Kunststoffelement kann als bandförmiges Material ausgebildet sein, bei dem die Dicke deutlich geringer ist als seine Breite und/oder Länge.If the hollow channels are initially formed as channels that are open on one side in the injection molding process, they are closed with a cover after metallization, whereby the circumferentially closed waveguide channels are created. The cover can be created, for example, by a plastic element that is completely metallized on one side or partially metallized according to the course of the channel. The thickness and material of the metallization preferably corresponds to the metallization of the channels in the base body. The plastic element preferably has a width that is greater than the width of the channel in the base body and extends over the length of the channel. The plastic element can be designed as a band-shaped material in which the Thickness is significantly less than its width and/or length.
Vorzugsweise wird die Abdeckung stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden, insbesondere umlaufend um den Verlauf des Kanals, um einen Schutz gegen Eintritt von Feuchtigkeit oder Schmutz zu erzielen. Beispielsweise kann die Abdeckung mit dem Grundkörper verschweißt werden, zum Beispiel mit einem Transmissionslaser. Das Material des Grundkörpers und des Kunststoffbandes wird dann entsprechend aufeinander abgestimmt.Preferably, the cover is connected to the base body in a material-locking manner, in particular all the way around the channel, in order to provide protection against the ingress of moisture or dirt. For example, the cover can be welded to the base body, for example with a transmission laser. The material of the base body and the plastic band are then matched accordingly.
Aufgrund der Integration der Antennen in das Außenhautbauteil können Wellenleiterstrukturen mit sehr großen Längen umgesetzt werden. Beispielsweise kann die Länge eines oder mehrerer Wellenleiterstrukturen zwischen dem jeweils ersten Kopplungspunkt und dem zweiten Kopplungspunkt mehr als 20 cm, mehr als 40 cm, mehr als 60 cm oder mehr als einen Meter betragen. Dies bringt einen erhöhten Freiheitsgrad hinsichtlich der Positionierung der Radarvorrichtung im Fahrzeug mit sich. Insbesondere in Kombination mit der Ausbildung als metallisierte Hohlleiter wird eine besonders geringe Dämpfung in der Kanalstruktur möglich, welche trotz derart großer Antennenlängen erzielbar ist. Es werden meter-lange Hohlleiter möglich.Due to the integration of the antennas into the outer skin component, waveguide structures with very long lengths can be implemented. For example, the length of one or more waveguide structures between the first coupling point and the second coupling point can be more than 20 cm, more than 40 cm, more than 60 cm or more than one meter. This brings with it an increased degree of freedom with regard to the positioning of the radar device in the vehicle. In particular, in combination with the design as a metallized waveguide, a particularly low attenuation in the channel structure is possible, which can be achieved despite such long antenna lengths. Meter-long waveguides are possible.
Der Spritzgussprozess ermöglicht Toleranzen von weniger als 200 µm, wodurch die Abmessungen der Kanäle mit ausreichender Genauigkeit herstellbar sind. Hinsichtlich der Lage und des Verlaufs der Kanäle bieten sich große Freiheitsgrade, es sind quasi beliebige Radien und Verläufe werkzeugfallend herstellbar. Die Kanäle sind dann integraler Bestandteil des Grundkörpers, so dass ihr geometrischer Abstand zueinander bekannt und fest vorgegeben ist und in einer mechanisch steifen Verbindung vorliegt, was Vorteile hinsichtlich der Qualität der Radarsignalauswertung hat. Das Konzept ist vibrationsunanfällig. Die Verwendung eines Spritzgussverfahrens ermöglicht eine preiswerte und serientaugliche Herstellung. Die Position der Kanäle ist mit hoher Genauigkeit wiederholbar herstellbar, es kann auf ein zusätzlichen Prozessschritt zu Fixierung von separaten Wellenleiterstrukturen verzichtet werden.The injection molding process allows tolerances of less than 200 µm, which means that the dimensions of the channels can be manufactured with sufficient accuracy. There is a great deal of freedom in terms of the position and course of the channels; virtually any radii and course can be manufactured without the need for tools. The channels are then an integral part of the base body, so that their geometric distance from one another is known and fixed and they are in a mechanically rigid connection, which has advantages in terms of the quality of the radar signal evaluation. The concept is not susceptible to vibration. The use of an injection molding process enables inexpensive and series-ready production. The position of the channels can be manufactured repeatably with high accuracy; an additional process step for fixing separate waveguide structures can be dispensed with.
Die Kopplungspunkte dienen dazu, Radarsignale in die Wellenleiterstruktur ein- oder auszukoppeln. Die Kopplungspunkte können beispielsweise Öffnungen in der Wellenleiterstruktur und insbesondere schlitzförmige Öffnungen sein. An den ersten Kopplungspunkten erfolgt ein Signalübergang von Wellenleiterstruktur zur Radarvorrichtung. Radarsignale, die von einer Sendeeinheit ausgestrahlt werden, werden beispielsweise am ersten Kopplungspunkt in die entsprechende Wellenleiterstruktur eingekoppelt. Ebenso können Radarsignale einer anderen Wellenleiterstruktur an einem ersten Kopplungspunkt an eine Empfangseinheit der Radarvorrichtung weitergegeben werden. Die ersten Kopplungspunkte werden vorzugsweise alle in großer Nähe zueinander ausgebildet, beispielsweise auf einer Fläche in der Größenordnung von weniger als 100 cm2, so dass eine zentrale Einspeisung/Empfang erfolgt. Die zweiten Kopplungspunkte dienen dazu, Radarsignale an die Umgebung abzugeben (im Falle einer Sendeantenne) oder Radarsignale aus der Umgebung aufzunehmen (im Falle einer Empfangsantenne). Erfindungsgemäß ist es nun möglich, die zweiten Kopplungspunkte von verschiedenen Wellenleiterstrukturen weit voneinander zu entfernen, um so eine verbesserte Radarapertur zu erzeugen. In einer Ausgestaltung liegen der zweite Kopplungspunkt einer ersten Wellenleiterstruktur und der zweite Kopplungspunkt einer zweiten Wellenleiterstruktur um mindestens 30 cm, um mindestens 40 cm, um mindestens 60 cm oder um mindestens einen Meter auseinander. Der maximal mögliche Abstand ist lediglich durch die geometrischen Abmessungen des Außenhautbauteils beschränkt.The coupling points serve to couple radar signals into or out of the waveguide structure. The coupling points can be, for example, openings in the waveguide structure and in particular slot-shaped openings. At the first coupling points, a signal transition takes place from the waveguide structure to the radar device. Radar signals that are emitted by a transmitting unit are, for example, coupled into the corresponding waveguide structure at the first coupling point. Radar signals from another waveguide structure can also be passed on to a receiving unit of the radar device at a first coupling point. The first coupling points are preferably all formed in close proximity to one another, for example on an area of the order of less than 100 cm 2 , so that central feeding/reception takes place. The second coupling points serve to emit radar signals to the environment (in the case of a transmitting antenna) or to receive radar signals from the environment (in the case of a receiving antenna). According to the invention, it is now possible to space the second coupling points of different waveguide structures far apart from one another in order to produce an improved radar aperture. In one embodiment, the second coupling point of a first waveguide structure and the second coupling point of a second waveguide structure are at least 30 cm, at least 40 cm, at least 60 cm or at least one meter apart. The maximum possible distance is limited only by the geometric dimensions of the outer skin component.
In einer Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass mehrere oder alle Wellenleiterstrukturen dieselbe Länge aufweisen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die verwendete Radarvorrichtung nicht in der Lage ist den Längenunterschied zwischen den einzelnen Kanälen beliebig elektronisch zu kompensieren. Indem die Wellenleiterstrukturen mit derselben Länge bereitgestellt werden, wird das Maß, um welches elektronisch nachkorrigiert wird, reduziert.In one embodiment, it can be provided that several or all waveguide structures have the same length. This is particularly advantageous if the radar device used is not able to electronically compensate for the length difference between the individual channels. By providing the waveguide structures with the same length, the amount by which electronic correction is made is reduced.
Zum Schutz vor Verschmutzung und zur Erzielung einer beabsichtigten Designwirkung am Fahrzeug kann es in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die zweiten Kopplungspunkte durch radartransparente Abdeckungen, wie z.B. dünne Kunststoffabdeckungen, oder durch eine oder mehrere Lackschichten überdeckt sind. Hierzu kann eine entsprechende Abdeckung auf den Grundkörper aufgebracht werden und/oder der Grundkörper kann weiterhin mit mindestens einer oder mehr Lackschicht(en) lackiert werden. Bei der/den Lackschicht(en) kann es sich um eine Farblackschicht und/oder eine Klarlackschicht handeln. Vorzugsweise sind die zweiten Kopplungspunkte als Schlitze im Grundkörper ausgebildet, deren Maße so gewählt sind, dass sie sich in einem Lackierprozess mit einer Lackschicht überspannen lassen. Die Lackschicht bzw. die Lackschichten werden vorzugsweise hinsichtlich des verwendeten Materials und der Dicke so gewählt, dass keine nennenswerte Dämpfung eines hindurchtretenden Radarsignals erfolgt. Durch das Überspannen mit einer oder mehreren Lackschichten werden die zweiten Kopplungspunkte für einen Betrachter des Fahrzeugs quasi unsichtbar.To protect against contamination and to achieve an intended design effect on the vehicle, one embodiment may provide for the second coupling points to be covered by radar-transparent covers, such as thin plastic covers, or by one or more layers of paint. For this purpose, a corresponding cover can be applied to the base body and/or the base body can also be painted with at least one or more layers of paint. The paint layer(s) can be a colored paint layer and/or a clear paint layer. The second coupling points are preferably designed as slots in the base body, the dimensions of which are selected such that they can be covered with a paint layer in a painting process. The paint layer or layers are preferably selected in terms of the material used and the thickness so that there is no significant attenuation of a radar signal passing through. By covering with one or more layers of paint The second coupling points become virtually invisible to an observer of the vehicle.
In einer Ausgestaltung wird eine Radarvorrichtung mechanisch an den Grundkörper gekoppelt, derart, dass die Kopplung von Radarsignalen zwischen der Radarvorrichtung und den Wellenleiterstrukturen ermöglicht wird. Das Fahrzeugbauteil weist in dieser Ausgestaltung eine mechanisch gekoppelte Radarvorrichtung auf, die derart z.B. auf der Innenseite des Grundkörpers angeordnet und mit den ersten Kopplungspunkten gekoppelt ist, dass Radarsignale von einer Sendeeinheit der Radarvorrichtung in erste Kopplungspunkte übertragen und/oder von ersten Kopplungspunkten in eine Empfangseinheit der Radarvorrichtung übertragen werden. Die Radarvorrichtung kann hierzu beispielsweise mit dem Grundkörper verklebt werden oder mittels einer Clipsverbindung an diesem befestigt werden. Vorteilhafter Weise wird es möglich, die ersten Kopplungspunkte sowie die zweiten Kopplungspunkte an nahezu beliebige Stellen im Fahrzeugbauteil zu platzieren. Dies erhöht den Freiheitsgrad bei der Unterbringung der eigentlichen Radarvorrichtung. Zudem können die Abmessungen der Radarvorrichtung auf ein Minimum reduziert werden, da die Radarvorrichtung als solche keine separaten Radarantennen mehr aufweisen muss. Stattdessen werden die Wellenleiterstrukturen des Fahrzeugbauteils als Radarantennen verwendet.In one embodiment, a radar device is mechanically coupled to the base body in such a way that the coupling of radar signals between the radar device and the waveguide structures is made possible. In this embodiment, the vehicle component has a mechanically coupled radar device which is arranged, for example, on the inside of the base body and coupled to the first coupling points in such a way that radar signals are transmitted from a transmitting unit of the radar device to first coupling points and/or from first coupling points to a receiving unit of the radar device. For this purpose, the radar device can be glued to the base body, for example, or attached to it by means of a clip connection. It is advantageously possible to place the first coupling points and the second coupling points at almost any location in the vehicle component. This increases the degree of freedom when accommodating the actual radar device. In addition, the dimensions of the radar device can be reduced to a minimum, since the radar device as such no longer needs to have separate radar antennas. Instead, the waveguide structures of the vehicle component are used as radar antennas.
Weiterhin wird es in einer Ausgestaltung möglich, eine Radarvorrichtung zu verwenden, die keine eigene Abdeckung des Radarsensors aufweist. Eine derartige Abdeckung wird üblicherweise als Primary Radom bezeichnet und verschließt die Radarvorrichtung zumindest auf der Seite, auf der Radarsignale von der Radarvorrichtung abgestrahlt bzw. empfangen werden. In dieser Ausgestaltung kann es folglich vorgesehen sein, dass die mit dem Fahrzeugbauteil verbundene Radarvorrichtung in Richtung der ersten Kopplungspunkte abdeckungsfrei oder radomfrei ausgestaltet ist. Beispielsweise kann ein von der Sendereinheit erzeugtes Radarsignale ohne dazwischenliegende Abdeckung am ersten Kopplungspunkt in eine Wellenleiterstruktur angekoppelt werden. Beispielsweise kann ein Radarsignale aus einer Wellenleiterstruktur am ersten Kopplungspunkt ohne dazwischenliegende Abdeckung an eine Empfangseinheit weitergeleitet werden. Die Dämpfung der Radarvorrichtung kann erheblich verringert werden, wodurch die Qualität der Signalauswertung verbessert wird.Furthermore, in one embodiment it is possible to use a radar device that does not have its own cover for the radar sensor. Such a cover is usually referred to as a primary radome and closes the radar device at least on the side on which radar signals are emitted or received by the radar device. In this embodiment it can therefore be provided that the radar device connected to the vehicle component is designed to be cover-free or radome-free in the direction of the first coupling points. For example, a radar signal generated by the transmitter unit can be coupled into a waveguide structure at the first coupling point without an intermediate cover. For example, a radar signal from a waveguide structure can be forwarded to a receiver unit at the first coupling point without an intermediate cover. The attenuation of the radar device can be significantly reduced, thereby improving the quality of the signal evaluation.
Es wird möglich, im Gegensatz zu herkömmlichen Konzepten das Radom und zusätzlich auch die Radar-Sensor eigene Abdeckung (Primary Radom) entfallen zu lassen. An Stelle des herkömmlichen Radoms kann eine dünne Abdeckung mit einem frei gestaltbaren Designüberzug treten, wie z. B. die voranstehend beschriebene(n) Lackschicht/en.In contrast to conventional concepts, it is possible to omit the radome and also the radar sensor's own cover (primary radome). Instead of the conventional radome, a thin cover with a freely configurable design coating can be used, such as the paint layer(s) described above.
Bei dem Außenhautbauteil kann es sich um ein Karosseriebauteil oder auch ein Anbauteil handeln, das Teil der Außenhaut des Fahrzeugs ist. Grundsätzlich kommt jedes Außenhautbauteil infrage, von dem aus eine Radarüberwachung der Umgebung wünschenswert ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Außenhautbauteil um eine Stoßfängerverkleidung.The outer skin component can be a body component or an add-on part that is part of the outer skin of the vehicle. In principle, any outer skin component from which radar monitoring of the surroundings is desirable is suitable. In a preferred embodiment, the outer skin component is a bumper cover.
Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug angegeben mit einem voranstehend beschriebenen Außenhautbauteil. Das Fahrzeug erzielt hierbei dieselben bereits zum Bauteil beschriebenen technischen Wirkungen und Vorteile, sodass diese nicht erneut beschrieben werden.Furthermore, a motor vehicle is specified with an outer skin component described above. The vehicle achieves the same technical effects and advantages already described for the component, so these are not described again.
Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Außenhautbauteil beschrieben sind, gelten auch im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung des Außenhautbauteils sowie jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.Features and details described in connection with the outer skin component also apply in connection with the method for producing the outer skin component and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. If the term "can" is used in this application, this refers to both the technical possibility and the actual technical implementation.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung:
-
1 eine Rückansicht eines beispielhaften Außenhautbauteils, -
2 eine Schnittansicht eines weiteren beispielhaften Außenhautbauteils, -
3 Verfahrensschritte zur Herstellung eines beispielhaften Außenhautbauteils und -
4 ein Fahrzeug mit einem beispielhaften Außenhautbauteil.
-
1 a rear view of an exemplary outer skin component, -
2 a sectional view of another exemplary outer skin component, -
3 Process steps for producing an exemplary outer skin component and -
4 a vehicle with an exemplary outer skin component.
Alternativ oder ergänzend zu dieser Abdeckung 40, 42 kann das Außenhautbauteil auch eine oder mehrere Lackschichten 44 aufweisen und die Lackschicht(en) kann/können die zweiten Kopplungspunkte 24, 34 überdecken und verschließen, siehe die Ausgestaltung in
Beispielhaft sind in den
Die Wellenleiterstrukturen 20, 30 sind vorzugsweise als metallisierte Hohlleiterkanäle ausgebildet, insbesondere mit einem viereckigen Querschnitt mit einer Kantenlänge im Bereich von 2-4 mm.
Der Grundkörper 12 wird in einem Spritzgussverfahren ausgebildet. Hierbei werden die Kanäle (dargestellt ist lediglich ein Kanal 60) für die späteren Wellenleiterstrukturen 20, 30 werkzeugfallend mit im Spritzgussprozess erzeugt. Vorzugsweise werden die Kanäle 60 an der Rückseite des Grundkörpers 12 ausgebildet. Anschließend erfolgt eine Metallisierung 62 der Kanalwände. Dies kann beispielsweise durch Bedampfen erfolgen. Eine hierzu gegebenenfalls notwendige Maskierung des Grundkörpers 12 ist in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 10, 10A10, 10A
- AußenhautbauteilOuter skin component
- 1111
- SichtseiteVisible side
- 1212
- GrundkörperBase body
- 1313
- Vorderseitefront
- 1414
- Rückseiteback
- 20, 3020, 30
- WellenleiterstrukturWaveguide structure
- 22, 3222, 32
- erste Kopplungspunktefirst coupling points
- 24, 3424, 34
- zweite Kopplungspunktesecond coupling points
- 40, 4240, 42
- radartransparente Abdeckungradar transparent cover
- 4444
- LackschichtLacquer layer
- 5050
- RadarvorrichtungRadar device
- 5252
- SendeeinheitTransmitter unit
- 5454
- EmpfangseinheitReceiving unit
- 5656
- RadargehäuseRadar housing
- 6060
- Kanalchannel
- 6262
- MetallisierungMetallization
- 7070
- Abdeckungcover
- 7272
- MetallisierungMetallization
- 7474
- VerschweißungWelding
- AA
- AbstandDistance
- LL
- Längelength
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102019200127 A1 [0006]DE 102019200127 A1 [0006]
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023105814.2A DE102023105814A1 (en) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | Outer skin component for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing an outer skin component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023105814.2A DE102023105814A1 (en) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | Outer skin component for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing an outer skin component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102023105814A1 true DE102023105814A1 (en) | 2024-09-12 |
Family
ID=92459597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023105814.2A Pending DE102023105814A1 (en) | 2023-03-09 | 2023-03-09 | Outer skin component for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing an outer skin component |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102023105814A1 (en) |
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-
2023
- 2023-03-09 DE DE102023105814.2A patent/DE102023105814A1/en active Pending
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