Brevet FR2754908A1 — publié le 19980424

Etat de la technique La présente invention concerne un système radar, en particulier système radar pour véhicule à moteur, avec au moins une antenne directionnelle dont la direction principale de rayonnement peut être ajustée dans une direction voulue, l'antenne directionnelle comprenant au moins un élément actif d'émission et/ou de réception et au moins un moyen de focali- sation. De tels systèmes radar trouvent une application pour la détection d'objets et le cas échéant pour déterminer leur éloignement, leur direction et/ou leur vitesse de dépla- cement. Dans le cas d'un véhicule à moteur on les utilise par exemple pour évaluer les distances et prévenir les collisions ou dans le cadre d'une régulation automatique de la vitesse. Toutes ces applications ont fondamentalement en commun le fait qu'il faut orienter le système radar, ou plus précisé- ment son antenne directionnelle dans une direction principale de rayonnement qui soit exactement ajustée. Dans le cas de l'application, mentionnée, à un véhicule à moteur, on choisit cette direction principale de rayonnement par exemple souvent parallèlement à l'axe de marche du véhicule. Dans ce cas l'ajustement pour des raisons de tolérances de fabrication et de montage ou par exemple après un accident, doit être préci- sément également possible quand le système radar est monté dans une fixation sur le véhicule à moteur. Une possibilité de pouvoir résoudre ce problème consiste à prendre une fixa- tion pour le système radar ou pour au moins son antenne di- rectionnelle, qui ressemble quant à son type à la suspension ou au montage connu d'un phare de véhicule automobile. Dans ce cas le système radar ou son antenne directionnelle est fixé en trois points qui se trouvent dans un plan perpendicu- laire à la direction principale du rayonnement, en formant de préférence un L les uns par rapport aux autres. Les deux sus- pensions extérieures se trouvent de cette façon décalées l'une par rapport à l'autre dans deux directions. Elles con- sistent respectivement en une tige filetée qui est pourvue à une extrémité d'un téton sphérique et qui est montée avec ce- lui-ci de façon mobile dans un support. Le troisième point central de suspension est également monté de façon mobile avec un téton sphérique, il ne possède pas toutefois en règle générale de possibilité de décalage sous forme d'une tige fi- letée ou d'un moyen analogue. Si le système radar ou son an- tenne directionnelle est alors déplacé sur l'une des deux tiges filetées qui se trouvent à l'extérieur, sa direction principale'de rayonnement bascule autour d'un axe, qui est formé à partir des deux autres points respectifs de suspen- sion. De cette façon on peut ajuster la direction principale de rayonnement du système radar sur deux vis de réglage ou deux tiges filetées, dans deux directions qui se trouvent perpendiculaire l'une à l'autre, de préférence horizontale- ment et verticalement. La caractéristique de cette solution réside dans le fait qu'ici le dispositif d'ajustage est combiné avec la suspension mécanique du système radar ou de son antenne di- rectionnelle. En particulier dans le cas d'un système radar de petite taille logé complètement dans un carter, comme ce- lui que l'on utilise de façon prépondérante dans un véhicule à moteur, ceci signifie que le dispositif d'ajustage doit être adapté à nouveau à des environnements de montage diffé- rents. De tels environnements différents de montage se pré- sentent par exemple quand un et même système radar doit être monté sur des types différents de véhicule à moteur. Dans ce cas on doit construire respectivement à nouveau dans certains cas non seulement la suspension mécanique, mais aussi le dis- positif d'ajustage qui est relié avec celui-ci. Ceci entraîne un coût considérable lors de l'adaptation d'un système radar existant sur d'autres types de véhicule à moteur. En outre un tel dispositif d'ajustage externe, c'est-à-dire qui se trouve en dehors du carter compact, nécessite une place supplémen- taire lors du montage sur un véhicule à moteur. Objet, solution et avantaqes de l'invention Le but de la présente invention est en consé- quence de proposer un système radar dont le dispositif d'ajustage puisse être réalisé de façon simple et peu encom- brante et qui soit indépendant d'environnements de montage différents. En outre le système radar selon l'invention doit pouvoir être ajusté de façon très exacte en raison des exi- gences de précision élevée de beaucoup d'applications. Selon l'invention on résout ce problème grâce au fait que pour ajuster le direction principale de rayonnement on peut modifier non pas toute l'antenne directionnelle mais seulement la position de ses éléments d'émission ou de récep- tion par rapport à son moyen de focalisation. Selon la confi- guration préférée de l'invention le moyen de focalisation de l'antenne directionnelle est relié rigidement à un carter du système radar. Le ou les éléments d'émission, qui font partie de l'antenne directionnelle, sont montés sur une plaque d'em- base qui se trouve de façon mobile à l'intérieur de ce car- ter. Pour parler clairement un ajustage de la direction principale du rayonnement a lieu de cette façon à l'intérieur d'un carter rigide du système radar. L'avantage du système radar selon l'invention ré- side dans le fait que le mécanisme d'ajustement est de cette façon indépendant de l'environnement de montage différent. En outre il ne nécessite pas de place supplémentaire lors du montage du système radar par exemple dans un véhicule à mo- teur. Un autre avantage est obtenu en montant le système radar selon l'invention par exemple à l'avant d'un véhicule à moteur. Dans le cas du dispositif d'ajustage connu jusqu'ici, des bords peuvent saillir de la façade du véhicule à moteur du fait d'un mouvement de l'antenne directionnelle ou de l'ensemble du système radar. De tels bords saillants sont évités par le système radar selon l'invention car ni le sys- tème radar, ni son antenne directionnelle ne sont déplacés après un montage. Selon un développement préféré de l'invention le mécanisme d'ajustage est directement accessible de l'avant, c'est-à-dire que l'ajustage peut avoir lieu par le côté par lequel les rayons du radar entrent et sortent. Selon un autre développement avantageux de l'invention le déplacement des éléments d'émission ou de réception a lieu le long d'une co- quille sphérique. De cette façon on continue à maintenir mal- gré le déplacement une garniture régulière des ouvertures de l'antenne tout entière. En outre on peut ajuster ici de façon particulièrement avantageuse le système radar non seulement dans le sens horizontal et dans le sens vertical, mais aussi en ce qui concerne une torsion. Ceci est en particulier né- cessaire quand il s'agit d'un système radar à plusieurs rayonnements, c'est-à-dire d'un système radar avec plusieurs lobes de rayonnement d'émission et/ou de réception se trou- vant à côté les uns des autres. Description d'un exemple de réalisation L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir d'un exemple de réalisation, représenté sur les dessins annexés, sur lesquels: * les figures la à c montrent les possibilités d'ajustage d'un système radar à trois rayonnements, qui est monté sur un véhicule à moteur, * les figures 2a et b montrent deux marches des rayons d'on- des électromagnétiques à travers un moyen de focalisation, * les figures 3a à c montrent un premier exemple de réalisa- tion de l'invention, et * les figures 4a à c montrent un deuxième exemple de réalisa- tion de l'invention. La figure 1 montre trois directions possibles pour l'ajustage d'un système radar. Sur la figure la on a re- présenté un véhicule à moteur 10 de côté, une zone 11 en forme de triangle partant de sa façade. Cette zone symbolise le cône de diffusion, c'est-à-dire le lobe de rayonnement de l'antenne du système radar. Une flèche 12 indique la direc- tion d'un ajustage vertical de la direction principale de rayonnement du système. La figure lb montre le véhicule à mo- teur 10 en vue de dessus. A titre d'exemple on a supposé qu'on avait ici un système radar à trois rayonnements, dont les lobes de rayonnement de l'antenne 13, 14 et 15 partent à nouveau de la façade du véhicule à moteur. Une flèche 16 in- dique la direction de l'ajustage horizontal. La figure lc montre une troisième direction d'ajustement, résultant du système radar à plusieurs rayonnements. On a indiqué la vue du véhicule de devant. Les trois lobes de rayonnement de l'antenne 13, 14 et 15 se trouvent côte à côte le long d'un axe 17. Pour compenser une torsion du système radar, un ajus- tage de l'axe horizontal 17 doit avoir lieu dans le sens de rotation de la flèche 18. Avec ces trois esquisses on a re- présenté toutes les possibilités essentielles d'ajustage d'un système radar à plusieurs rayonnements. Les figures 2 montrent deux marches possibles de rayonnement des ondes électromagnétiques et un moyen de foca- lisation 20. Comme moyen de focalisation on a pris ici con- formément à une utilisation préférée dans le cas du système radar selon l'invention une lentille diélectrique. Sur la fi- gure 2a se trouve un élément d'émission et de réception non esquissé au foyer F de la lentille diélectrique 20. Sur le côté de la lentille opposé au foyer F s'écartent des rayons électromagnétiques 23 parallèlement à l'axe optique 22 de la lentille 20. Sur la figure 2b se trouve un élément d'émis- sion/réception non esquissé 26 en un point P qui se trouve en fait dans le plan focal 24 de la lentille 20, mais qui n'est toutefois pas identique au foyer F de la lentille. La marche des rayons des ondes électromagnétiques focalisées en ce point P ne se déroule alors plus parallèlement à l'axe opti- que 22, mais en formant un angle a par rapport à celui-ci. On a représenté à partir de ces deux esquisses le principe de l'ajustage qui est à la base de l'invention. Une translation d'un élément d'émission/réception le long du plan focal d'un moyen de focalisation produit une inclinaison de la marche des rayons, sans que le moyen de focalisation lui-même se dé- place. Les figures 3 montrent un premier exemple cons- tructif de réalisation. Sur la figure 3a on a représenté la section transversale d'un système radar selon l'invention. Trois élément d'émission/réception se présentant sous la forme d'un circuit à micro-ondes (MIC) 301 se trouvent à l'intérieur d'un carter 302. Le carter 302 est fermé par une lentille diélectrique 303 dans la direction de rayonnement des éléments d'émission/réception. Cette lentille sert d'une part de fenêtre et protège le MIC 301 ainsi que d'autres com- posants contre les salissures et d'autres influences de l'en- vironnement. En outre elle constitue l'élément de focalisation de l'antenne directrice qui se compose du MIC 301 et de la lentille 303. Le MIC 301 est monté sur une pla- que de base 304, qui est posée de façon mobile sur des plots 305. Perpendiculairement à la plaque de base 304 et à l'inté- rieur du carter 302 s'étendent deux tiges filetées 306 et 307. Elles sont ancrées à une extrémité par des tétons sphé- riques 310 dans le carter 302. Par leurs autres extrémités elles viennent en contact avec le corps de la lentille 303, sans toutefois pénétrer dans la zone de focalisation. Sur les tiges filetées 306, 307 se déplacent deux poussoirs à coin 308 et 309. Comme on peut le voir plus nettement encore sur la figure 3C, les deux tiges filetées 306 et 307 se trouvent sur les coins diagonalement opposés de la plaque d'embase 304. Les deux poussoirs à coin 308, 309 s'étendent le long de deux bords de la plaque d'embase 304 qui ne se font pas vis- à-vis. Du fait de cette disposition chacun des deux poussoirs à coin 308, 309 forme respectivement un rail de guidage pour une translation de la plaque d'embase 304 qui provient d'un déplacement de respectivement l'autre poussoir à coin et qui a lieu en conséquence parallèlement au premier poussoir en coin. La figure 3b montre une seconde vue en coupe transversale du système radar selon l'invention, qui s'ob- tient par une coupe le long de la ligne B à la figure 3a. On peut voir ici à nouveau le poussoir à coin 308 qui se déplace par son écrou fileté 313 sur la tige filetée 306. La réfé- rence 314 désigne dans ce cas le coin proprement dit qui se déplace le long de la plaque d'embase 304. Une surface 315, de forme à peu près triangulaire, à mettre sur l'écrou-fileté 313, sert exclusivement à la stabilisation et n'a pas d'autre signification fonctionnelle. A gauche, à côté de la plaque d'embase 304, on peut voir en section transversale le sommet du poussoir à coin 309. La figure 3c montre une troisième vue du système radar selon l'invention qui s'obtient par une coupe le long de la ligne C selon la figure 3a. Dans cette vue de dessus on peut voir que le MIC 301 est monté presqu'au milieu sur la plaque d'embase 304. Les deux tiges filetées 306 et 307 se trouvent aux deux angles diagonalement opposés de la plaque d'embase 304. Celle-ci possède sur les deux côtés, sur les- quels reposent les poussoirs à coin 308 et 309, un bord chan- freiné 316 en forme de coin en position opposée. Sur les troisième et quatrième bords, non chanfreinés de la plaque d'embase 304 on a respectivement monté un élément élastique, ici se présentant sous la forme d'un ressort à lame 311, 312. Ces éléments produisent la force antagoniste nécessaire aux deux poussoirs à coin. Un téton 317 bloque la plaque d'embase 304 dans le carter 302. Pour ajuster exactement le système radar on fait tourner alors les deux tiges filetées 306 et 307 à partir de leur côté accessible. De cette façon les deux poussoirs à coin 308 et 309 se déplacent vers le haut ou vers le bas. Si un poussoir à coin se déplace alors de façon croissante en direction de la plaque d'embase 304, il pousse la plaque d'embase 304 en direction du ressort respectivement opposé. De cette façon on peut déplacer la plaque d'embase 304 et avec elle le MIC 301 en faisant tourner les deux tiges file- tées dans une direction x et dans une direction y. Conformé- ment à la figure 2 cela signifie que l'on a une translation des éléments d'émission/réception le long d'un plan focal de la lentille de focalisation 303. Les figures 4 montrent un deuxième exemple cons- tructif de réalisation. Sur la figure 4a on peut voir une vue de dessus sur les éléments d'émission/réception du système radar. Les trois éléments d'émission/réception 401 sont à leur tour des composants d'un circuit intégré à micro-ondes (MIC) 402. Ce circuit est monté sur une plaque d'embase mo- bile 404 qui se trouve à son tour au dessus d'une plaque de support 403. On a désigné par la référence 405 deux ressorts de maintien et par la référence 406 deux vis d'ajustage. On peut voir leur fonctionnement et leur coopération à partir des coupes longitudinales des figures 4b et 4C. La figure 4B montre une plaque d'embase 404 qui a la forme d'une calotte sphérique sur laquelle est monté le MIC 402 avec les éléments d'émission/réception 401. La face inférieure en forme de calotte sphérique de la plaque d'em- base 404 se trouve dans une coquille sphérique de la plaque de support 403. De cette façon on peut déplacer la plaque d'embase 404 et avec elle le MIC 402 avec les éléments d'émission/réception dans chacune des trois directions qui sont représentées à la figure 1. Par la référence 407 on a esquissé un moyen de focalisation qui est constitué à son tour de préférence sous la forme d'une lentille d'antenne. Pour bloquer la plaque d'embase et avec elle l'ajustage des éléments d'émission/réception, on utilise respectivement deux ressorts 405 et deux vis d'ajustage 406. En faisant tourner la vis d'ajustage 406 on exerce une force sur la plaque d'em- base 404 en forme de calotte sphérique qui agit à l'encontre des ressorts de maintien 405. De la coopération de ces deux éléments 405, 406 naît une rotation de la vis d'ajustage 406 d'o ressort ici sur cette figure par exemple une inclinaison de la direction du rayonnement des éléments d'émis- sion/réception 401 vers la droite. La figure 4c montre le deuxième exemple de réali- sation selon une deuxième coupe longitudinale. On peut voir à nouveau la plaque d'embase 404 en forme de calotte sphérique avec les éléments d'émission/réception 401. La plaque d'em- base 404 se trouve dans la plaque de support 403 en forme de coquille sphérique. Egalement dans cette vue on peut voir l'ajustage et le blocage par un ressort de maintien 405 et une vis d'ajustage 406, opposés. Pour finir et en complément de ces deux exemples de réalisation, on notera que l'invention peut être utilisée non seulement dans le cas de l'utilisation d'un système radar dans ou sur un véhicule à moteur, mais fondamentalement pour tout système radar ou par exemple aussi tout système de ra- diodiffusion par faisceau hertzien. De façon générale on peut transposer l'idée à tout système qui produit à l'aide d'au moins un élément de focalisation un rayonnement orienté d'on- des. De même on peut naturellement réaliser aussi l'idée de l'invention à l'aide de variantes constructives de réalisa- tion. R E V E N D ICATIONS 1 ) Système radar, en particulier système radar pour véhicule à moteur, avec au moins une antenne directionnelle, dont la direction principale de rayonnement peut être ajustée dans une direction voulue, l'antenne directionnelle comprenant au moins un élément actif d'émission et/ou de réception (301, 401) et au'moins un moyen de focalisation (303, 407), caractérisé en ce que pour ajuster la direction principale du rayonnement on peut faire varier la position d'au moins un élément d'émission: réception par rapport au moyen mentionné de focalisation. 2 ) Système radar selon la revendication 1, caractérisé en ce que * l'un au moins des éléments d'émission/réception est monté sur une plaque d'embase, qui se trouve en pouvant être dé- placée à l'intérieur d'un carter et * le moyen de focalisation est relié rigidement à ce carter. 3 ) Système radar selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que * pour faire varier la position du système radar selon la re- vendication 1 ou 2, * au moins un élément d'émission/réception au moins deux élé- ments de réglage peuvent être accessibles et/ou déplacés sur le côté sur lequel un rayonnement d'émission quitte le système radar et/ou un rayonnement de réception est re- cueilli par le système radar. 4 ) Système radar selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu' en opposition à l'action des éléments de déplacement agit respectivement une force de ressort. ) Système radar selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la position de l'un des éléments d'émission/réception peut être déplacée le long d'un plan focal du moyen de focalisa- tion,ou parallèlement à ce plan. 6 ) Système radar selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on peut faire varier la position d'au moins un élément d'émission/réception le long d'une coquille sphérique. 7 ) Système radar selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que * deux tiges filetées au moins s'étendent perpendiculairement à la plaque d'embase, et * on peut avec ces tiges filetées déplacer au moins respecti- vement pour chacune un poussoir à coin, qui exerce une force latérale sur la plaque d'embase mentionnée. 8 ) Système radar selon la revendication 7, caractérisé en ce que les surfaces latérales de la plaque d'embase sont constituées en forme de coin aux endroits o reposent les poussoirs à coin, de façon opposée à ceux-ci. 9 ) Système radar selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que chacun des poussoirs à coin mentionné constitue en même temps un rail de guidage pour un mouvement de la plaque d'embase parallèlement à ce poussoir à coin. 10 ) Système radar selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plaque d'embase possède un fond recourbé en forme de ca- lotte sphérique et est montée avec celui-ci dans une coquille sphérique ajustée.