DE10246607A1 - Elektrochrome Radarantenne - Google Patents

Abstract

Elektrochromer Radar-Sensor, mit einer Radar-Sensoranordnung (6, 7) und mit einer elektrochromen Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5). Ein Radar-Sensor, der zusammen mit einer elektrochromen Schichtanordnung betrieben werden kann, wird dadurch zur Verfügung gestellt, dass in Durchlassrichtung (8) einer von einem beobachteten Objekt ausgehenden elektromagnetischen Welle die Radar-Sensoranordnung (6, 7) vorgesehen ist und dass in der Durchlassrichtung (8) der Radar-Sensoranordnung (6, 7) die elektrochrome Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) nachgeordnet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen elektrochromen Radar-Sensor mit einer Radar-Sensoranordnung, und mit einer elektrochromen Schichtanordnung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Radar-Sensors, bei dem zunächst eine elektrochrome Schichtanordnung hergestellt wird. Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Verwendung eines solchen elektrochromen Radar-Sensors.
• Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 22 600 A1 ist eine elektrochrome Einheit bekannt, die durch eine elektrochemische Zelle mit zumindest zwei auf einem Träger angeordneten Elektroden, einem zwischen den Elektroden angeordneten Elektrolyt sowie einem auf den Elektroden aufgebrachten elektrochromen Material gebildet ist.
• Diese elektrochrome Einheit lässt sich beispielsweise im Automobilbau einsetzten, um einfallende elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise Licht, zu absorbieren. Dies ist beispielsweise für abblendbare Rück- und Aussenspiegel sowie verdunkelbare Scheiben zur Verhinderung der Einstrahlung von Sonnenlicht erwünscht. Nachteilig bei diesen elektrochromen Anordnungen ist jedoch, dass sie für elektromagnetische Wellen in einigen Wellenlängenbereichen, insbesondere für Radar Anwendungen, undurchlässig sind. Daher ist es derzeit nicht möglich, einen Radar-Sensor zusammen mit einem elektrochromen Glas, beispielsweise einem Spiegel, zu kombinieren.
• Aus der Veröffentlichung US 4,210,357 ist ein Rückspiegel eines Kraftfahrzeugs bekannt, in den ein Radar-Sensor integriert ist. Hierzu wird ein lichtdurchlässiger, gewölbter Reflektor vor dem Spiegel vorgesehen, der elektromagnetische Wellen die für Radaranwendung gebräuchlich sind, reflektiert. Die Wölbung des Reflektors ist derart, dass die reflektierten elektromagnetischen Wellen auf den unterhalb des Spiegels angeordneten Radar-Sensor geleitet werden, um dort empfangen und ausgewertet zu werden. Das durch den Reflektor hindurchtretende Licht wird durch den Spiegel reflektiert und erlaubt dem Fahrer die Sicht nach hinten. Der gewölbte Reflektor hat jedoch den Nachteil, dass dieser sehr aufwendig in der Herstellung ist und leicht beschädigt werden kann. Auch die Montage eines solchen Spiegels ist sehr aufwendig, da neben dem eigentlichen Spiegel auch noch der Reflektor im Gehäuse des Aussenspiegels eingebaut werden muss.
• Aus den zuvor aufgezeigten Nachteilen ergibt sich für die Erfindung das technische Problem, einen Radar-Sensor zur Verfügung zu stellen, der zusammen mit einer elektrochromen Schichtanordnung betrieben werden kann.
• Das zuvor hergeleitete technische Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in Durchlassrichtung einer von einem beobachteten Objekt ausgehenden elektromagnetischen Welle die Radar-Sensoranordnung vorgesehen ist und dass in Durchlassrichtung der Radar-Sensoranordnung die elektrochrome Schichtanordnung nachgeordnet ist.
• Das bedeutet, dass vom Radarsensor ausgestrahlte Radarvellen von einem Objekt reflektiert werden und die reflektierten Wellen zunächst auf die Radar-Sensoranordnung auftreffen. Licht, welches vom gleichen Objekt ausgesendet oder reflektiert wird, tritt durch die Radar-Sensoranordnung hindurch auf die Schichtanordnung und kann dort im Falle einer Sichtscheibe durchtreten oder im Falle eines Spiegels reflektiert werden.
• Durch das Anordnen der Radar-Sensoranordnung in Durchlassrichtung vor der Schichtanordnung ist es möglich, elektromagnetische Wellen im Radarbereich durch die Radar-Sensoranordnung auszusenden und zu empfangen. Die elektrochrome Schichtanordnung ist für elektromagnetische Wellen im Radarbereich im wesentlichen undurchlässig. Sie weist bei diesen Wellenlängen einen Transmissionskoeffizienten von ca. Null auf. Radarwellen können hinter der elektrochromen Schichtanordnung nicht mehr hinreichend genau ausgewertet werden. Erfindungsgemäß wird deshalb die elektrochrome Schichtanordnung hinter der Radar-Sensoranordnung angeordnet.
• Neben dem Empfang der elektromagnetischen Wellen im Radarbereich durch die Radar-Sensoranordnung ist es für elektromagnetische Wellen zumindest im sichtbaren Bereich möglich, bis zur Schichtanordnung zu gelangen. Dort können diese elektromagnetischen Wellen, entsprechend der jeweiligen Anwendung, durch die elektrochrome Schicht abhängig von ihrer Wellenlänge hindurchtreten oder bedämpft werden.
• Es ist bevorzugt, dass zumindest die äußeren Schichten der Schichtanordnung elektrisch isolierend und für elektromagnetische Wellen im optischen Bereich und im Radarfrequenzbereich transparent sind. Hierbei können die Schichten aufgedampf oder auch auf eine andere Weise aufgebracht werden. Beispielsweise kann bei einem Spiegelglas eine äußere Schicht, die elektrisch isolierend und transparent ist, aufgedampft werden.
• Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der äußeren Schichten der Schichtanordnung aus Glas gebildet ist.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die elektrochrome Schichtanordnung als elektrochromer Spiegel gebildet ist, so dass die elektromagnetischen Wellen zumindest teilweise reflektiert werden. Hierdurch wird erreicht, dass neben den Radar-Funktionalitäten zusätzlich die Funktionalität eines Spiegels genutzt werden kann. In diesem Fall ist es für einen Anwender beispielsweise möglich, den ihm abgewandten Bereich sowohl optisch, über den Spiegel, als auch mit Hilfe von Radar zu überwachen.
• Insbesondere in Kraftfahrzeugen ist die Überwachung des Rückraums des Fahrzeugs wichtig, weshalb vorgeschlagen wird, dass der elektrochrome Radar-Sensor in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Hierbei ist besonders vorteilhaft, wenn der elektrochrome Radar-Sensor in einem Rückspiegel und/oder einem Aussenspiegel angeordnet ist.
• Um eine ungestörte visuelle Wahrnehmung gewährleisten zu können, wird vorgeschlagen, dass die Radar-Sensoranordnung für elektromagnetische Wellen zumindest im sichtbaren Bereich transparent ist.
• Neben dem Vorteil eines elektrochromen Glases, welches sich abdunkeln lässt, wird häufig auch eine Heizung in dem Glas oder dem Spiegel vorgesehen. In diesem Fall dürfen aber durch die Heizfäden oder andere Heizungseinrichten die Radar-Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden, weshalb vorgeschlagen wird, dass der Radar-Sensoranordnung in Durchlassrichtung eine Heizeinrichtung nachgeordnet ist.
• Ein planarer Aufbau der Schichtanordnung, insbesondere des Spiegels, für den häufig nur ein geringer Bauraum zur Verfügung steht, wird dadurch erreicht, dass die Radar-Sensoranordnung eine Patch-Antenne aufweist. Hierbei kann die Patch-Antenne beispielsweise in Mikrostreifenleiter-Technik gebildet sein.
• Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines vorher beschriebenen elektrochromen Radar-Sensors, bei dem zunächst eine elektrochrome Schichtanordnung hergestellt wird und bei dem auf die elektrochrome Schichtanordnung eine Radar-Sensoranordnung aufgebracht wird, wobei die Radar-Sensoranordnung in Durchlassrichtung vor der elektrochromen Schichtanordnung angeordnet wird.
• Ein zusätzlicher Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines vorher beschriebenen elektrochromen Radar-Sensors für eine Tote-Winkel Erkennungseinrichtung, einen Spurwechselassistent, oder einen Tür-Öffnungs-Assistenten in einem Aussenspiegel eines Kraftfahrzeugs und/oder einer Front- und/oder einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere für Spurwechselassistenten, die einen sicheren Spurwechsel eines Fahrzeugs gewährleisten sollen, ist es wichtig, dass die Radar-Sensorsanordnung mit einer geringen Fehlerwahrscheinlichkeit arbeitet. Dies ist aber nur dann möglich, wenn die elektromagnetischen Wellen, wie erfindungsgemäß ermöglicht, im Radarbereich nicht bedämpft oder reflektiert werden, bevor sie den Radar-Sensor erreichen. Auch kann durch die Radarerfassung ein Tür-Öffnungs-Assistent angesteuert werden, so dass beim Aussteigen aus dem Fahrzeug vor anderen Fahrzeugen, Fahrrädern oder Passanten gewarnt wird und ein Öffnen der Türe evtl. verhindert wird.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur einen Aufbau eines erfindungsgemäßen elektrochromen Radar-Sensors.
• In 1 ist eine elektrochrome Schichtanordnung gezeigt, die aus einer ersten Glasscheibe 1, einer reflektierenden, ganzflächigen Metallisierung 2, einem elektrochromen Medium 3, einer transparenten, ganzflächigen Metallisierung 4 und einer zweiten Glasscheibe 5 gebildet ist. Davor ist eine Radar-Sensor vorgesehen, der aus einer transparenten, teilflächigen Metallisierung 6, die auf einer dritten Glasscheibe 7 aufgebracht ist, gebildet ist. Die erste Glasscheibe 1 und die zweite Glasscheibe 5 können auch aus anderen, elektrisch isolierenden und transparenten Materialien gebildet sein. Beispielsweise kann die zweite Schicht 5 aufgedampft werden.
• Einfallendes Licht und einfallende elektromagnetische Wellen im Radarbereich treffen aus der Einfallsrichtung 8 auf die gezeigte Anordnung. Diese Einfallsrichtung 8 ist die Durchlassrichtung. Durch die Glasscheibe 1 und die reflektierende, ganzflächige Metallisierung 2, die zusammen einen Spiegel bilden, wird das einfallende Licht in Richtung 9 reflektiert.
• Die Glasscheibe 1 und die reflektierende, ganzflächige Metallisierung 2 bilden eine erste Elektrode für die elektrochromen Eigenschaften. Die transparente, ganzflächige Metallisierung 4 und die zweite Glasscheibe 5, die auch aus einem anderen Material als Glas gebildet sein kann, bilden die zweite Elektrode für die elektrochromen Eigenschaften. Eine zwischen diesen Elektroden angelegte Spannung verändert die Reflektions- und Transmissionseigenschaften des elektrochromen Mediums 3, wodurch eine Dämpfung von elektromagnetischen Wellen, vorzugsweise im sichtbaren Bereich, aber auch im UV-Bereich, erreicht werden kann, was beispielsweise zu einer Abdunkelung des Spiegels führt.
• Die transparente, teilflächige Metallisierung 6, zusammen mit der Glasscheibe 7, bilden den Radar-Sensor. Auch die Glasschiebe 7 kann aus einem anderen Material gebildet sein. Dieser ist zumindest für elektromagnetische Wellen im sichtbaren Bereich transparent. Die transparente, teilflächige Metallisierung 6 ist als Patch-Array gebildet, was bedeutet, dass eine Vielzahl von Mikrostreifen Patches die Radar-Antenne bilden, deren Richtcharakteristik einstellbar ist. Das Patch Array ist so ausgelegt, dass es zumindest elektromagnetische Wellen im Millimeterbereich empfangen kann.
• Durch den Radar-Sensor ist es möglich, Radarwellen auszusenden. Reflektierte Radarwellen von zu beobachtenden Objekten können im Radar-Sensor empfangen werden. Da der Radar-Sensor vor der elektrochromen Schichtanordnung angeordnet ist, werden die Radarwellen in der gezeigten Anordnung nicht vor ihrem Empfang bedämpft oder reflektiert. Einfallende Radarwellen können ungehindert durch den Radar-Sensor ausgewertet werden. Einfallende Lichtwellen können durch den Radar-Sensor hindurchtreten und bis zur elektrochromen Schichtanordnung gelangen.

1

erste Glasscheibe

2

reflektierende, ganzflächige Metallisierung

3

elektrochromes Medium

4

transparente, ganzflächige Metallisierung

5

zweite Glasscheibe

6

transparente, teilflächige Metallisierung

7

dritte Glasscheibe

8

Einfallrichtung

9

Reflektionsrichtung

Claims (11)

1. Elektrochromer Radar-Sensor, mit einer Radar-Sensoranordnung (6, 7), und mit einer elektrochromen Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass in Durchlassrichtung (8) einer von einem beobachteten Objekt ausgehenden elektromagnetischen Welle die Radar-Sensoranordnung (6, 7) vorgesehen ist und dass in der Durchlassrichtung (8) der Radar-Sensoranordnung (6, 7) die elektrochrome Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) nachgeordnet ist.
2. Elektrochromer Radar-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die äußeren Schichten (1, 5) der Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) elektrisch isolierend und für elektromagnetische Wellen im optischen Bereich und im Radarfrequenzbereich transparent sind.
3. Elektrochromer Radar-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der äußeren Schichten (1, 5) der Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) aus Glas gebildet ist.
4. Elektrochromer Radar-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochrome Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) als elektrochromer Spiegel gebildet ist, so dass die elektromagnetische Welle zumindest teilweise reflektiert wird.
5. Elektrochromer Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
6. Elektrochromer Radar-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Rückspiegel und/oder einem Aussenspiegel eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
7. Elektrochromer Radar-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radar-Sensoranordnung (6, 7) für elektromagnetische Wellen zumindest im sichtbaren Bereich transparent ist.
8. Elektrochromer Radar-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchlassrichtung (8) der Radar-Sensoranordnung (6, 7) eine Heizeinrichtung nachgeordnet ist.
9. Elektrochromer Radar-Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Radar-Sensoranordnung (6, 7) eine Patch-Antenne aufweist.
10. Verfahren zur Herstellung eines elektrochromen Radar-Sensors nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem eine elektrochrome Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) hergestellt wird und bei dem auf die elektrochrome Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) eine Radar-Sensoranordnung (6, 7) aufgebracht wird, wobei die Radar-Sensoranordnung (6, 7) in Durchlassrichtung (8) vor der elektrochromen Schichtanordnung (1, 2, 3, 4, 5) angeordnet wird.
11. Verwendung eines elektrochromen Radar-Sensors nach einem der Ansprüche 1 bis 7, für eine Tote-Winkel Erkennungseinrichtung, einen Spurwechselassistent, einen Tür-Öffnungs-Assistenten in einem Aussenspiegel eines Kraftfahrzeugs und/oder einer Front- und/oder einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs.