Brevet FR3126786A1 — publié le 20230310

L’invention concerne un système radar (200) pour véhicule à moteur (1) comprenant : - une unité électronique (900) configurée pour émettre et recevoir une onde électromagnétique dans une plage de fréquence prédéterminée, - une première antenne directive (300a) disposée sur une première pièce de carrosserie (100a) du véhicule (1) et comprenant une première cavité réfléchissante (400a) aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une première métasurface (500a), - une deuxième antenne directive (300b) disposée sur une deuxième pièce de carrosserie (100b) comprenant une deuxième cavité réfléchissante (400b) aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une deuxième métasurface (500b), ladite deuxième antenne (300b) étant configurée pour être reliée à l’unité électronique (900) via un deuxième guide d’onde (700b) et pour transmettre une onde électromagnétique émise par l’unité électronique (900) et propagée via le deuxième guide d’onde (700b) dans une deuxième direction prédéterminée et/ou pour propager une onde électromagnétique reçue vers l’unité électronique (900) via le deuxième guide d’onde (700b). Figure pour l’abrégé : fig.6 Système radar pour véhicule à moteur La présente invention concerne le domaine des véhicules à moteur, par exemple des véhicules automobiles, équipés d’un système radar pour émettre et/ou recevoir une onde électromagnétique dans une direction souhaitée, notamment pour détecter un obstacle. On connaît des véhicules automobiles équipés de dispositifs de type radar, généralement positionnés sur les pare-chocs avant et arrière du véhicule. Ces dispositifs radars sont utilisés pour l’assistance au stationnement mais également pour l’assistance à la conduite, par exemple pour les applications de régulation de la vitesse des véhicules en fonction du trafic mieux connues sous le sigle anglo-saxon ACC (« Adaptative Cruise Control ») dans lesquelles le dispositif radar détecte la vitesse et la distance d’un véhicule précédant le véhicule porteur du dispositif radar. Un tel radar sert en particulier à réguler la vitesse des véhicules en fonction du trafic et/ou d’obstacles sur la route. Le radar détecte la vitesse et la distance de l’objet précédant le véhicule porteur, de façon à maintenir notamment une distance de sécurité entre les véhicules. De façon générale, un domaine important des applications de radars de l’industrie automobile est celui de la carrosserie des véhicules dans laquelle on intègre de plus en plus de modules radars pour permettre la détection périphérique totale autour du véhicule, par exemple pour des équipements tels que des systèmes d’assistance aux manœuvres de parking, des systèmes d’assistance de recul ou des installations de protection des piétons ou autres systèmes de ce type. Cependant ces différents radars sont de types différents suivant leur champ de détection (longue ou courte distance, détection frontale ou latérale, …) et leur fonction (parking, conduite autonome …) mais aussi suivant leur fabricant, ce qui ne leur permet pas de pouvoir consolider de façon optimale les données fournies par chacun indépendamment aux divers équipements du véhicule qui peuvent les exploiter (freinage, direction, phares, alarmes sonores ou visuelles …). Ainsi, afin de mieux caractériser l’environnement périphérique du véhicule, les constructeurs automobiles ont besoin de dispositifs permettant d’améliorer, d’une part, la taille du volume à surveiller autour du véhicule, et d’autre part, la résolution du traitement des informations issues de ces dispositifs. Ceci, afin que le véhicule interagisse au mieux, c’est-à-dire avec plus de précision et plus rapidement, avec son environnement, pour notamment, éviter des accidents, faciliter les manœuvres et rouler de façon autonome. Afin d’augmenter la détection périphérique en volume (3D) autour du véhicule, les constructeurs automobiles sont amenés à multiplier le nombre de radars distribués sur une surface donnée. Cependant, l’augmentation du nombre de radars utilisés, engendre une augmentation du coût. De plus, l’augmentation du nombre de radars nécessite d’alimenter en continu de nombreuses pistes radiofréquences, ce qui consomme beaucoup d’énergie, ce qui est très préjudiciable notamment pour des véhicules autonomes et/ou électriques. Par ailleurs, même si les radars peuvent être un peu miniaturisés, l’augmentation du nombre de radars distribués sur une surface donnée peut être difficile à réaliser du fait de la surface disponible limitée (la taille des pièces de carrosserie ne peut être augmentée) ainsi que la présence d’autres équipements, d’autant plus qu’il peut être nécessaire de conserver une distance minimale entre chaque radar pour éviter qu’ils n’interfèrent entre eux. Pour obtenir des informations supplémentaires relatives à la position et à la vitesse d’un obstacle données par les radars, on recherche des dispositifs ayant notamment une résolution spatiale accrue permettant par exemple de reconnaitre les objets (environnement ou obstacles) entourant le véhicule, de suivre leur trajectoire, d’en constituer une imagerie la plus complète possible. Ainsi, les véhicules s’équipent de plus en plus de dispositifs complémentaires aux radars, tels que des LIDAR et des caméras. La résolution spatiale exprime la capacité d'un dispositif d'observation à distinguer les détails. Elle peut être caractérisée notamment par la distance minimale qui doit séparer deux points contigus pour qu'ils soient correctement discernés. Dans le cas d’un radar, cette distance de résolution est fonction du rapport entre la longueur d’onde de l’onde utilisée pour l’observation, et la taille de l’ouverture du dispositif d’observation. Ainsi, pour améliorer la résolution spatiale, c’est-à-dire diminuer la distance de résolution, il est nécessaire de diminuer la longueur d’onde (augmenter la fréquence de l’onde) et/ou nécessaire d’augmenter l’ouverture du dispositif d’observation. En effet, la résolution spatiale R est caractérisée par l’équation suivante : avec c la vitesse de la lumière, L la distance entre le dispositif d’observation et la cible, f la fréquence du radar et O l’ouverture du dispositif d’observation. C’est la raison pour laquelle on cherche aujourd’hui à utiliser des radars fonctionnant à plus haute fréquence, par exemple à 77GhZ au lieu de 24GHz. Et au contraire, la miniaturisation des radars actuels conduit à réduire leur ouverture donc leur résolution. Par ailleurs, un problème rencontré pour un radar porté par une pièce de carrosserie concerne le positionnement du radar. En effet, il est important de pouvoir assurer l’intégrité d’un radar, afin qu’il remplisse sa fonction correctement, même en cas de déformation de la pièce de carrosserie le portant (choc, dilatation thermique, …). Il est donc nécessaire d’assurer un bon positionnement du radar (direction d’émission/réception maintenue) pendant toute la durée d’utilisation de la fonction radar. Il convient donc de fournir une solution permettant de fournir la position et la vitesse des objets situés autour du véhicule et d’obtenir une portée et une résolution spatiale plus adaptées, tout en limitant le coût et la consommation énergétique du dispositif de détection. Cela permet d’améliorer la détection d’objets ou de personnes autour du véhicule et de faciliter l’implantation de tels systèmes dans des véhicules autonomes, notamment des véhicules électriques dont la consommation doit être limitée au maximum. À cet effet, l’invention a pour objet un système radar pour véhicule à moteur comprenant : - une unité électronique configurée pour émettre et recevoir une onde électromagnétique dans une plage de fréquence prédéterminée, - une première antenne directive disposée sur une première pièce de carrosserie du véhicule et comprenant une première cavité réfléchissante aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une première métasurface, ladite première antenne étant configurée pour être reliée à l’unité électronique via un premier guide d’onde et pour émettre une onde électromagnétique émise par l’unité électronique et propagée via le premier guide d’onde dans une première direction prédéterminée et/ou pour propager une onde électromagnétique reçue depuis la première direction prédéterminée vers l’unité électronique via le premier guide d’onde, - une deuxième antenne directive disposée sur une deuxième pièce de carrosserie comprenant une deuxième cavité réfléchissante aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une deuxième métasurface, ladite deuxième antenne étant configurée pour être reliée à l’unité électronique via un deuxième guide d’onde et pour transmettre une onde électromagnétique émise par l’unité électronique et propagée via le deuxième guide d’onde dans une deuxième direction prédéterminée et/ou pour propager une onde électromagnétique reçue depuis la deuxième direction prédéterminée vers l’unité électronique via le deuxième guide d’onde. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du système radar, prises seules ou en combinaison : La première antenne dite antenne émettrice est configurée pour émettre une onde électromagnétique émise par l’unité électronique et propagée via le premier guide d’onde dans la première direction prédéterminée et la deuxième antenne dite antenne réceptrice est configurée pour recevoir l’onde électromagnétique émise par l’antenne émettrice et réfléchie par un obstacle et pour propager l’onde électromagnétique reçue vers l’unité électronique via le deuxième guide d’onde. La première antenne est configurée pour être disposée derrière une paroi en matière plastique de la première pièce de carrosserie et la deuxième antenne est configurée pour être disposée derrière une paroi en matière plastique de la deuxième pièce de carrosserie. Les antennes sont configurées pour être disposées en regard d’une paroi en matière plastique uniforme. Les antennes sont configurées pour être disposées en regard d’une paroi en matière plastique dont le rayon de courbure est supérieur à 500mm. La première pièce de carrosserie et la deuxième pièce de carrosserie sont des pièces de carrosserie adjacentes. La première pièce de carrosserie est disposée d’un premier côté du véhicule et la deuxième pièce de carrosserie est disposée d’un deuxième côté du véhicule opposé au premier côté. La première et/ou la deuxième pièce de carrosserie est une pièce de carrosserie montée mobile sur le véhicule. La plage de fréquence prédéterminée est supérieure à 60GHz, notamment entre 75 et 80GHz, notamment 77GHz. Des fréquences comprises entre 120 et 160 GHz, notamment 140GHz sont également possibles. L’unité électronique est configurée pour être positionné à distance d’une surface externe des pièces de carrosserie. La présente invention concerne également un ensemble comprenant au moins une première et une deuxième pièces de carrosserie, l’ensemble comprenant un système radar tel que décrit précédemment. La présente invention concerne également un véhicule à moteur comprenant une première pièce de carrosserie, une deuxième pièce de carrosserie et un système radar tel que décrit précédemment. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : est un schéma d’un système radar selon un mode de réalisation de la présente invention ; est une vue en perspective de deux antennes du système radar de la ; est une vue de dessus de deux antennes disposées sur deux pièces de carrosserie adjacentes ; est une vue de côté d'une antenne disposée sur une pièce de carrosserie ; est une vue de face de deux antennes disposées sur deux pièces de carrosserie distinctes ; est une vue en perspective d’un véhicule comprenant un dispositif radar à trois antennes réparties sur différentes pièces de carrosserie ; est une vue de dessus d’un véhicule comprenant un dispositif radar à trois antennes réparties sur différentes pièces de carrosserie. Système radar (200) pour véhicule à moteur (1) comprenant : - une unité électronique (900) configurée pour émettre et recevoir une onde électromagnétique dans une plage de fréquence prédéterminée, - une première antenne directive (300a) disposée sur une première pièce de carrosserie (100a) du véhicule (1) et comprenant une première cavité réfléchissante (400a) aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une première métasurface (500a), ladite première antenne (300a) étant configurée pour être reliée à l’unité électronique (900) via un premier guide d’onde (700a) et pour émettre une onde électromagnétique émise par l’unité électronique (900) et propagée via le premier guide d’onde (700a) dans une première direction prédéterminée et/ou pour propager une onde électromagnétique reçue depuis la première direction prédéterminée vers l’unité électronique (900) via le premier guide d’onde (700a), - une deuxième antenne directive (300b) disposée sur une deuxième pièce de carrosserie (100b) comprenant une deuxième cavité réfléchissante (400b) aux ondes électromagnétiques dans laquelle est positionnée une deuxième métasurface (500b), ladite deuxième antenne (300b) étant configurée pour être reliée à l’unité électronique (900) via un deuxième guide d’onde (700b) et pour transmettre une onde électromagnétique émise par l’unité électronique (900) et propagée via le deuxième guide d’onde (700b) dans une deuxième direction prédéterminée et/ou pour propager une onde électromagnétique reçue depuis la deuxième direction prédéterminée vers l’unité électronique (900) via le deuxième guide d’onde (700b). Système radar (200) selon la revendication 1 dans lequel la première antenne (300a) dite antenne émettrice est configurée pour émettre une onde électromagnétique émise par l’unité électronique (900) et propagée via le premier guide d’onde (700a) dans la première direction prédéterminée et la deuxième antenne (300b) dite antenne réceptrice est configurée pour recevoir l’onde électromagnétique émise par l’antenne émettrice (300a) et réfléchie par un obstacle (50) et pour propager l’onde électromagnétique reçue vers l’unité électronique (900) via le deuxième guide d’onde (700b). Système radar (200) selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la première antenne (300a) est configurée pour être disposée derrière une paroi en matière plastique de la première pièce de carrosserie (100a) et la deuxième antenne (300b) est configurée pour être disposée derrière une paroi en matière plastique de la deuxième pièce de carrosserie (100b). Système radar (200) selon la revendication précédente dans lequel les antennes (300a, 300b) sont configurées pour être disposées en regard d’une paroi en matière plastique uniforme. Système radar (200) selon la revendication 3 ou 4 dans lequel les antennes (300a, 300b) sont configurées pour être disposées en regard d’une paroi en matière plastique dont le rayon de courbure est supérieur à 500mm. Système radar (200) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la première pièce de carrosserie (100a) et la deuxième pièce de carrosserie (100b) sont des pièces de carrosserie adjacentes. Système radar (200) selon l’une des revendications 1 à 5 dans lequel la première pièce de carrosserie (100a) est disposée d’un premier côté du véhicule (1) et la deuxième pièce de carrosserie (100b) est disposée d’un deuxième côté du véhicule (1) opposé au premier côté. Système radar (200) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la première (100a) et/ou la deuxième (100b) pièce de carrosserie est une pièce de carrosserie montée mobile sur le véhicule (1). Système radar (200) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la plage de fréquence prédéterminée est supérieure à 60GHz, notamment entre 75 et 80GHz, notamment 77GHz. Système radar (200) selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’unité électronique (900) est configurée pour être positionné à distance des pièces de carrosserie (100a, 100b). Ensemble comprenant au moins une première et une deuxième pièces de carrosserie (100a, 100b), l’ensemble comprenant un système radar (200) selon l’une des revendications précédentes. Véhicule à moteur (1) comprenant une première pièce de carrosserie (100a), une deuxième pièce de carrosserie (100b) et un système radar (200) selon l’une des revendications précédentes.