(57)【要約】レーダ放射を送信および受信する装置が提案され，同装置において送信および受信素子として少なくとも１つのパッチアンテナが設けられており，そのパッチアンテナが少なくとも１つのミキサー素子と直接接続されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダ放射を送信および受信する装置において：
送信および受信素子として，少なくとも１つのパッチアンテナ（３）が設けられており，前記パッチアンテナが少なくとも１つのミキサー素子（４）と直接接続されていることを特徴とする，レーダ放射を送信および受信する装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのミキサー素子（４）が，前記パッチアンテナ（３）の中央部と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記パッチアンテナ（３）の２つの対向する端縁において，それぞれミキサー素子（４）と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
ｎ＝０，１，２…として，２ｎのパッチアンテナ（３）が設けられており，前記パッチアンテナは対称的な３ｄＢ出力分配器（２）によって送信発振器（１）と接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ミキサー素子（４）が，ダイオードであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
装置の寸法が，約７７ＧＨｚの領域内のマイクロ波出力を送信および受信するように設計されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
自動車レーダシステム内で，適応的な間隔制御および速度制御に使用されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，レーダ放射を送信および受信する装置に関するものであって，同装置において送信および受信素子として少なくとも１つのパッチアンテナが設けられており，そのパッチアンテナは少なくとも１つのミキサー素子と直接接続されている。
【背景技術】
【０００２】
欧州公開公報ＥＰ０６８５９３０Ａ１には，レーダ送信および受信配置が開示されている。同配置では，周波数変調された発振器のマイクロ波出力が送信アンテナとミキサー入口へ出力される。目標から反射されてアンテナによって受信されたマイクロ波出力が，第２のミキサー入口へ与えられる。送信信号と受信信号の分離は，この配置においては，２本の接続線によって互いに接続されている２つのリングケーブルカプラを介して行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の核心は，簡単な構造を有し，低い製造コストで簡単に形成することができ，かつ高い位相ノイズ相関抑圧を示す，レーダ放射を送信および受信する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば，これは，独立請求項の特徴によって解決される。好ましい展開と形態が，従属請求項から明らかにされる。
【０００５】
好ましくは，少なくとも１つのパッチアンテナとして形成されている，送信および受信素子が，少なくとも１つのミキサー素子と直接接続されており，その場合に少なくとも１つのミキサー素子は，パッチアンテナの中央部と接続されている。この場合において，パッチアンテナの中央部は，ｎ＝１，２，３…について１＝（ｎ＋１）＊λ／２を有する，パッチアンテナを形成している幾何学的配置の中心点である。
【０００６】
また，好ましくは，パッチアンテナの２つの対向する端縁にそれぞれミキサー素子が配置されている。パッチアンテナが長方形として形成されている場合には，好ましくは，２つのミキサー素子が長方形の２つの対向する稜に取り付けられる。パッチアンテナが円形または楕円形として形成されている場合には，好ましくは，ミキサー素子がアンテナの２つの端縁点に，それらが直径方向に対向するように，配置される。
【０００７】
また，好ましくは，送信および受信素子として，２ｎ（ｎ＝０，１，２…）のパッチアンテナが設けられており，その場合のこれら２ｎのパッチアンテナは，特に，ほぼ共通の直線上に配置されており，かつ２ｎのパッチアンテナは対称の３ｄＢ出力分配器によって送信発振器と接続されている。それによって，送信発振器の出力をできるだけ簡単な手段によってすべてのパッチアンテナに均一に分配することが可能であって，その場合に送信発振器出力の損失が発生することがない。
【０００８】
また，好ましくは，ミキサー素子はダイオードである。ミキサー素子をミキサーダイオードとして形成することによって，安価で，簡単に形成することができ，かつ空間的な寸法に関してコンパクトな組立て形状を有する形態が達成される。
【０００９】
また，好ましくは，装置の寸法（Ａｂｍｅｓｓｕｎｇｅｎ）が，７５から８０ＧＨｚの間の周波数領域のためのマイクロ波放射を送信および受信するように設計されている。
【００１０】
また，好ましくは，レーダ放射を送信および受信する装置は，自動車レーダシステム内で適応的な間隔制御および速度制御のために使用される。自動車内の適応的な間隔および速度を制御するシステムは，前を走行する対象との間隔と相対速度を測定し，それに従って速度を一定に制御し，また間隔を一定に制御するように速度制御を実施する。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば，送信信号と受信信号の異なる波長に基づいて生じる位相ノイズを最低限に抑えられることができ，また，安価で簡単に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の他の特徴，適用可能性および利点は，図面の図に示される，本発明の実施形態についての以下の説明から明らかにされる。その場合にすべての記載され，あるいは図示されている特徴は，それ自体で，あるいは任意の組み合わせにおいて，特許請求項におけるその要約またはその帰属に関係なく，かつ明細書または図面におけるその表現または表示に関係なく，本発明の対象を形成する。
【００１３】
以下，図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１には，レーダ放射を送信および受信する装置の好ましい実施形態が示されている。同装置は，たとえば４つのパッチアンテナを有している。図には送信発振器１が示されており，その送信発振器１は送信信号を供給する。その送信信号は，好ましくは約７７ＧＨｚの領域内にあって，好ましくは周波数変調された連続波信号（ＦＭＣＷ）として，あるいはパルス信号として変調することができる。この，送信発振器１によって準備される送信出力は，複数の３ｄＢ出力分配器を介して複数のアンテナ供給部６へ分配される。その場合に，好ましくはほぼ共通の直線上にあるパッチアンテナの数は，好ましくは，３ｄＢ出力分配器を介して（送信出力を）損失が生じないように供給されることができるように，選択される。これは，パッチアンテナの数が好ましくは１，２，４，８，…に選択されることを意味しており，それがｎ＝１，２，…として２ｎと記述されうる。送信出力供給部（アンテナ供給部）６は，パッチアンテナ３内へ通じている。パッチアンテナ３は図１では長方形のアンテナスポットとして示され，かつ，この例において出力される波の斜め偏光が生じるように，傾けられている。送出されたレーダ波は，レーダシステムの検出領域内の対象によって反射されて，送信および受信アンテナ３の方向へ戻される。送信アンテナとしても受信アンテナとしても作動するパッチアンテナ３は，反射されたレーダ放射を受信する。受信された電気信号は，その時に到着した送信信号とパッチアンテナ３上でミキシングされて，本実施形態ではミキサーダイオードとして形成されているミキシング素子４によって復調される。従ってダイオード出力５において，復調された中間周波数信号が直接取り出される。この形態によれば，それぞれのミキサーはそれぞれのアンテナパッチと統合されているので，その間の距離は可能な限り短くなり，送信信号と受信信号の異なる波長に基づいて生じる位相ノイズが最低限に抑えられる。リングカプラを必要としないこの配置によって，好ましくはミキサーダイオードとして形成されているミキサー素子４に，直流電圧によるミキサー素子のバイアスを避けることができるようにするための，十分な電気的出力が提供される。
【００１５】
図２には，本発明に基づくパッチアンテナの詳細が示されている。図には送信供給線６が示されており，それを介してパッチアンテナに送信発振器１から必要な送信出力が供給される。送信および受信アンテナとして用いられるアンテナパッチ３は，アンテナパッチの対向する２つの端縁に２つのミキサー素子４を有しており，そのミキサー素子はたとえばミキサーダイオードとして形成することができる。これらのミキサー素子４において，アンテナによって受信された電気的な受信信号も送信信号も重畳されて，ミキサーダイオード４の非線形性に基づいて復調されるので，出力５において復調された中間周波数信号を取り出すことができ，それをそれ以降の処理へ供給することができる。それはたとえば，少なくとも１つのアナログ−デジタル変換器と，計算装置の形式のさらに処理する装置であて，その計算装置はたとえばマイクロコントローラまたは信号プロセッサとして形成することができる。
【００１６】
図３には，他の実施形態が示されており，それも出力供給線６とパッチアンテナ３を有している。出力供給線６を介してパッチアンテナ３に，送信発振器１の送信出力が供給されて，パッチアンテナ３によって放射される。レーダシステムの検出領域内の対象によって反射された送信波は，パッチアンテナ３によって受信波として受信されて，電気信号に変換される。ミキシングして復調するために，この実施形態においては，パッチアンテナ３の中央部にミキサー素子４が接続されており，そのミキサー素子はここでもミキサーダイオードとして形成することができる。そのために，パッチアンテナ３の中央部に，基板を通る導通可能なフィードスルーを設けることができ，その基板の上にパッチアンテナ３が取り付けられており，基板の下側には必要なミキサー素子４が取り付けられている。それについて図３に，断面Ａ−Ａ’が示されており，その断面表示が図４で詳細に説明されている。
【００１７】
図４には，図３に示す実施形態のＡ−Ａ’線に沿った断面が示されている。ここでもパッチアンテナ３が示されており，そのパッチアンテナ３は，たとえば導体基板として，あるいはセラミックとして形成することのできる基板８上に取り付けられている。パッチアンテナ３の中央部において，基板８にフィードスルー７が設けられているので，基板８の下側のミキサー素子４をパッチアンテナ３と接続することができる。その場合にパッチアンテナ３とミキサー素子４の直接的な接続は，これら両素子の直接の電気的接続に関係する。さらに，基板８の下側に，アース面１０が設けられており，そのアース面は，ミキサー素子４と中間周波数出力５の回りの領域を覆っている。
【００１８】
図５には，本発明に基づく装置の他の実施形態が示されている。本実施形態では，ミキサー素子４は基板８の，パッチアンテナ３と同じ側に設けられている。そのために，パッチアンテナ３の中央部に，切欠きが形成されており，その中に基板を通るフィードスルー７が位置決めされている。ミキサー素子４は，パッチアンテナ３とフィードスルー７の間の電気的接続を形成するので，基板の下側において中間周波数信号を直接取り出すことができる。
【００１９】
図６には，図５に示す実施形態のＢ−Ｂ’線に沿った断面が示されている。図６には，基板８，Ｂ−Ｂ’線に沿ったフィードスルー７の領域内に切欠き９を有するパッチアンテナ３，およびミキサー素子４が示されており，そのミキサー素子４はパッチアンテナ３をフィードスルー７と結びつけている。基板８の下側において，導通する層５から復調された中間周波数信号をさらに処理するために取り出すことができる。さらに，基板８の下側にアース面１０が設けられており，そのアース面はフィードスルー７と中間周波数出力５の回りの領域を覆っている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】レーダ放射を送信および受信する装置の可能な形態を示している。
【図２】装置の第１の実施形態の詳細を示している。
【図３】第２の実施形態の詳細を示している。
【図４】第２の実施形態の詳細を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態の詳細を示している。
【図６】第３の実施形態の詳細を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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