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DE102018218606B4 - Doppler radar sensor device, vehicle element with such a Doppler radar sensor device and vehicle with such a vehicle element - Google Patents

Doppler radar sensor device, vehicle element with such a Doppler radar sensor device and vehicle with such a vehicle element Download PDF

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DE102018218606B4
DE102018218606B4 DE102018218606.5A DE102018218606A DE102018218606B4 DE 102018218606 B4 DE102018218606 B4 DE 102018218606B4 DE 102018218606 A DE102018218606 A DE 102018218606A DE 102018218606 B4 DE102018218606 B4 DE 102018218606B4
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vehicle
sensor device
unit
antenna
radar sensor
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Willibald Reitmeier
Katharina Burger
Daniel Luszek
Friedbert Stuhlfelner
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Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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Publication date
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Abstract

Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82), die dazu ausgebildet ist, an einem Fahrzeugelement (12) eines Fahrzeugs (10) angeordnet zu sein und ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs (10) zu erfassen, wobei die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) folgende Komponenten aufweist:- eine Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) zum Aussenden und/oder Empfangen eines Radarsignals, und- eine Aktoreinheit (22), an dem die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) zumindest teilweise angebracht ist, wobei die Aktoreinheit (22) dazu ausgebildet ist, die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) relativ zu dem Fahrzeugelement zumindest während dem Aussenden und/oder Empfangen des Radarsignals zu bewegen,wobei die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) ferner ein zwischen der Aktoreinheit (22) und der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) angeordnetes Übersetzungselement (52) aufweist, an dem die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) angebracht ist, wobei das Übersetzungselement (52) dazu ausgebildet ist,einen Hub der Aktoreinheit (22) derart zu ändern, dass ein Hub der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) gegenüber dem Hub der Aktoreinheit (22) übersetzt wird, und/odereine Hubrichtung (80) der Aktoreinheit (22) derart zu ändern, dass eine Hauptabstrahlrichtung (78) der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) nicht-parallel zu der Hubrichtung (80) der Aktoreinheit (22) angeordnet ist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) which is designed to be arranged on a vehicle element (12) of a vehicle (10) and to detect an object in the surroundings of the vehicle (10), wherein the Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) has the following components:- an antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) for transmitting and/or receiving a radar signal, and- an actuator unit (22) to which the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is at least partially attached, wherein the actuator unit (22) is designed to move the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) relative to the Vehicle element at least during the transmission and/or reception of the radar signal, wherein the Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) further comprises a translation element (52) arranged between the actuator unit (22) and the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72), to which the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is attached, wherein the translation element (52) is designed to change a stroke of the actuator unit (22) such that a stroke of the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is translated relative to the stroke of the actuator unit (22), and/or to change a stroke direction (80) of the actuator unit (22) such that a main radiation direction (78) of the Antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is arranged non-parallel to the stroke direction (80) of the actuator unit (22).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppler-Radar-Sensorvorrichtung, ein Fahrzeugelement mit einer derartigen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Fahrzeugelement.The present invention relates to a Doppler radar sensor device, a vehicle element with such a Doppler radar sensor device and a vehicle with such a vehicle element.

Moderne Fahrzeuge verfügen häufig über eine Hinderniserkennung, die es ermöglicht, kritische Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs zu erkennen und gegebenenfalls den Fahrer des Fahrzeugs darauf hinzuweisen. Hierfür werden üblicherweise speziell ausgestaltete Sensoren verwendet, die die Umgebung des Fahrzeugs scannen und kritische Objekte (Hindernisse) erkennen können. Derartige Sensoren können optische Sensoren (beispielsweise Laserscanner, LIDAR), Ultraschallsensoren oder auch Radarsysteme sein.Modern vehicles often have obstacle detection, which makes it possible to detect critical objects in the vehicle's surroundings and, if necessary, to alert the driver of the vehicle. Specially designed sensors are usually used for this purpose, which can scan the vehicle's surroundings and detect critical objects (obstacles). Such sensors can be optical sensors (e.g. laser scanners, LIDAR), ultrasonic sensors or radar systems.

Radarsysteme basieren üblicherweise auf elektromagnetischen Wellen. Die elektromagnetische Welle wird von einer Sendeantenne des Radarsystems ausgesendet. Trifft die ausgesendete Welle auf ein Hindernis, wird die Welle reflektiert und erzeugt dadurch ein Echosignal, das von einer entsprechenden Empfangsantenne des Radarsystems empfangen wird. Durch geeignete Analyse des Echosignals können die Hindernisse erkannt und gegebenenfalls Maßnahmen für das Fahrzeug ergriffen werden.Radar systems are usually based on electromagnetic waves. The electromagnetic wave is emitted by a transmitting antenna of the radar system. If the emitted wave hits an obstacle, the wave is reflected and thereby generates an echo signal that is received by a corresponding receiving antenna of the radar system. By appropriately analyzing the echo signal, the obstacles can be detected and, if necessary, measures can be taken for the vehicle.

Gängige Radarsysteme zur Hinderniserkennung in der Umgebung eines Fahrzeugs sind CW-Radarsysteme oder FMCW-Radarsysteme. Seitens der Komplexität derartige Radarsysteme stellt das Doppler-Radar-Messprinzip (eine Sonderform eines CW-Radarsystems) eine günstige Alternative dar. Ein auf dem Doppler-Radar-Messprinzip basierendes Radarsystem nutzt den Doppler-Effekt, um eine Annäherungsgeschwindigkeit zwischen einem Hindernis und einem Fahrzeug zu bestimmen. Der daraus resultierende Doppler-Effekt hat zur Folge, dass bei einer Änderung des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis eine Frequenzänderung zwischen dem ausgesendeten Radarsignal und dem reflektierten bzw. empfangenen Radarsignal auftritt. Diese Frequenzänderung kann dazu genutzt werden, die Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug zu bestimmen.Common radar systems for detecting obstacles in the vicinity of a vehicle are CW radar systems or FMCW radar systems. Given the complexity of such radar systems, the Doppler radar measuring principle (a special form of a CW radar system) is a cheap alternative. A radar system based on the Doppler radar measuring principle uses the Doppler effect to determine the approach speed between an obstacle and a vehicle. The resulting Doppler effect means that when the distance between the vehicle and the obstacle changes, a frequency change occurs between the transmitted radar signal and the reflected or received radar signal. This frequency change can be used to determine the approach speed between the obstacle and the vehicle.

Möchte man allerdings statische bzw. unbewegte Hindernisse in der Umgebung eines Fahrzeugs erkennen, dann stößt man mit Doppler-Radar-Messprinzip häufig an dessen Grenzen. Denn das unbewegte Hindernis würde nur dann erkannt werden, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis vorhanden ist. Da sich das Hindernis selbst jedoch nicht bewegt, müsste man das Fahrzeug bewegen, was bei manchen Anwendungen wenig sinnvoll ist.However, if you want to detect static or stationary obstacles in the vicinity of a vehicle, you often reach the limits of the Doppler radar measuring principle. This is because the stationary obstacle would only be detected if there is a relative movement between the vehicle and the obstacle. However, since the obstacle itself does not move, you would have to move the vehicle, which makes little sense in some applications.

Aus der US 2005/0174077 A1 ist eine auf dem Doppler-Radar-Messprinzip beruhende Erkennungseinrichtung zum Erkennen eines statischen Hindernisses im Schwenkbereich einer Tür eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die US 2005/0174077 A1 schlägt vor, ein Doppler-Radar auf einer Außenseite der Tür anzubringen. Um den notwendigen Doppler-Effekt zu erzeugen, schlägt die US 2005/0174077 A1 vor, die Tür aktiv zu bewegen. Die aktive Bewegung der Tür führt zu einer Relativbewegung zwischen dem statischen Hindernis und der Tür. Der daraus resultierende Doppler-Effekt kann dann dazu verwendet werden, das statische Hindernis in der Umgebung der Tür zu erkennen.From the US 2005/0174077 A1 A detection device based on the Doppler radar measuring principle for detecting a static obstacle in the pivoting range of a door of a motor vehicle is known. The US 2005/0174077 A1 suggests installing a Doppler radar on the outside of the door. To create the necessary Doppler effect, the US 2005/0174077 A1 to actively move the door. The active movement of the door leads to a relative movement between the static obstacle and the door. The resulting Doppler effect can then be used to detect the static obstacle in the vicinity of the door.

Nachteilig bei einer derartigen Vorgehensweise ist allerdings die Tatsache, dass die Tür in jedem Fall bewegt werden muss, um das statische Hindernis erkennen zu können. Wenn sich allerdings das Hindernis sehr nah an der Tür befindet, könnte eine Bewegung der Tür zur einer Beschädigung der Tür führen. Dies gilt es zu verhindern.The disadvantage of this approach is that the door must always be moved in order to detect the static obstacle. However, if the obstacle is very close to the door, moving the door could damage it. This must be prevented.

Die DE 102006 002 609 B4 offenbart ein Verfahren zur Erweiterung des Messbereichs einer Messeinrichtung mit einer Antenne zur Ermittlung einer Geschwindigkeit und/oder eines Weges, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, über Grund auf Basis des Dopplereffektes sowie eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Messeinrichtung. Um auch niedrige Geschwindigkeiten bis hin zum Stillstand messen zu können, ist dort vorgesehen, dass die Antenne in oszillierende Bewegung versetzt wird und die Geschwindigkeit und/oder der Weg durch Verknüpfung eines gemessenen Signals mit einem Oszillationssignal ermittelt wird.The DE 102006 002 609 B4 discloses a method for extending the measuring range of a measuring device with an antenna for determining a speed and/or a distance, in particular of a rail vehicle, above ground on the basis of the Doppler effect, as well as a measuring device suitable for carrying out the method. In order to be able to measure low speeds down to standstill, it is provided that the antenna is set in oscillating motion and the speed and/or the distance is determined by linking a measured signal with an oscillation signal.

In der DE 10 2014 016 805 A1 ist ein Radarsensor zur Verwendung an einem beweglichen Teil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere an einer Tür des Kraftfahrzeugs beschrieben, der eine Leiterplatte mit wenigstens einer Antennenanordnung aufweist, wobei auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte je eine Antennenanordnung aufgebracht ist und der Radarsensor ferner eine Steuereinheit aufweist, die zur Auswahl einer zu verwendenden Antennenanordnung ausgebildet ist.In the DE 10 2014 016 805 A1 A radar sensor for use on a movable part of a motor vehicle, in particular on a door of the motor vehicle, is described, which has a circuit board with at least one antenna arrangement, wherein an antenna arrangement is applied to each of opposite sides of the circuit board and the radar sensor further comprises a control unit which is designed to select an antenna arrangement to be used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Doppler-Radar-Sensorvorrichtung bereitzustellen, mit der eine verbesserte Hinderniserkennung, insbesondere eine verbesserte Nahfeldhinderniserkennung, ermöglicht wird. Ferner ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugelement, insbesondere ein Flügelelement wie eine Tür oder eine Heckklappe eines Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug mit einem derartigen Fahrzeugelement bereitzustellen, die bzw. das eine verbesserte Hinderniserkennung, insbesondere eine verbesserte Nahfeldhinderniserkennung, aufweist.The object of the present invention is therefore to provide a Doppler radar sensor device with which improved obstacle detection, in particular improved near-field obstacle detection, is made possible. Furthermore, an object of the present invention is a vehicle element, in particular a wing element such as a door or a tailgate of a vehicle, and a vehicle with such a vehicle element which has improved obstacle detection, in particular improved near-field obstacle detection.

Diese Aufgaben werden mit einer Doppler-Radar-Sensorvorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Patentanspruch 1, mit einem Fahrzeugelement mit den Merkmalen gemäß dem Patentanspruch 11 sowie mit einem Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß dem Patentanspruch 15 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These objects are achieved with a Doppler radar sensor device having the features according to patent claim 1, with a vehicle element having the features according to patent claim 11 and with a vehicle having the features according to patent claim 15. Preferred and advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Doppler-Radar-Sensorvorrichtung bereitgestellt, die dazu ausgebildet ist, an einem Fahrzeugelement eines Fahrzeugs angeordnet zu sein und mindestens ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung umfasst dabei eine Antenneneinheit zum Aussenden und/oder Empfangen eines Radarsignals und eine Aktoreinheit, an dem die Antenneneinheit zumindest teilweise angebracht ist. Die Aktoreinheit ist dazu ausgebildet, die Antenneneinheit relativ zu dem Fahrzeugelement zumindest während dem Aussenden und/oder Empfangen des Radarsignals zu bewegen. Die Erfindung beruht auf der Idee, dass durch eine Bewegung der Antenneneinheit relativ zum Fahrzeugelement ein Dopplereffekt zwischen der Antenneneinheit und dem statischen Hindernis erzeugt wird, ohne das Fahrzeugelement selbst bewegen zu müssen. Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung weist außerdem ein zwischen der Aktoreinheit und der Antenneneinheit angeordnetes Übersetzungselement auf. Die Antenneneinheit ist an dem Übersetzungselement angebracht und das Übersetzungselement ist dazu ausgebildet, einen Hub der Aktoreinheit derart zu ändern, dass ein Hub der Antenneneinheit gegenüber dem Hub der Aktoreinheit übersetzt wird.According to a first aspect of the present invention, a Doppler radar sensor device is provided which is designed to be arranged on a vehicle element of a vehicle and to detect at least one object in the surroundings of the vehicle. The Doppler radar sensor device comprises an antenna unit for transmitting and/or receiving a radar signal and an actuator unit to which the antenna unit is at least partially attached. The actuator unit is designed to move the antenna unit relative to the vehicle element at least during the transmission and/or reception of the radar signal. The invention is based on the idea that a Doppler effect is generated between the antenna unit and the static obstacle by moving the antenna unit relative to the vehicle element without having to move the vehicle element itself. The Doppler radar sensor device also has a translation element arranged between the actuator unit and the antenna unit. The antenna unit is attached to the translation element and the translation element is designed to change a stroke of the actuator unit such that a stroke of the antenna unit is translated relative to the stroke of the actuator unit.

Dadurch ist es möglich, dass selbst bei einem nicht bewegten (statischen) Fahrzeugelement, insbesondere bei einer nicht bewegten Fahrzeugtür, dennoch das Doppler-Radar-Messprinzip angewandt werden kann. Dadurch können sowohl statische als auch bewegte Objekte bzw. Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugelements zuverlässig erfasst werden, ohne das Fahrzeugelement selbst bewegen zu können. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn sich ein Hindernis nah an dem Fahrzeugelement befindet. Zudem ist es hilfreich und zeitsparend schon vor dem Bewegen des Fahrzeugelements zu wissen, ob und ggf. wie weit das Fahrzeugelement bewegt werden darf. Die erfindungsgemäße Doppler-Radar-Sensorvorrichtung verbessert somit insbesondere auch die Nahfeldhinderniserkennung im Nahfeld des Fahrzeugelements. Durch eine Änderung des Hubs der Antenneneinheit im Vergleich zum Hub der Aktoreinheit kann der Hub der Antenneneinheit auf die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich ist das Übersetzungselement auch dazu ausgebildet, eine Hubrichtung der Aktoreinheit derart zu ändern, dass eine Hauptabstrahlrichtung der Antenneneinheit nicht-parallel zu der Hubrichtung der Aktoreinheit verläuft. Dadurch ergibt sich ein Winkel zwischen der Hubrichtung der Aktoreinheit und der Hauptabstrahlrichtung der Antenneneinheit, der es ermöglicht, das Sichtfeld (Field of View) der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung an die jeweiligen Umgebungsbedingungen anzupassen und/oder die Radarsignale in Hauptabstrahlrichtung gerichtet abzustrahlen, so dass beispielsweise Störobjekte im Sichtfeld der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung ausgeblendet werden können.This makes it possible to use the Doppler radar measurement principle even with a non-moving (static) vehicle element, in particular with a non-moving vehicle door. This means that both static and moving objects or obstacles in the vicinity of the vehicle element can be reliably detected without being able to move the vehicle element itself. This is particularly advantageous if an obstacle is close to the vehicle element. In addition, it is helpful and time-saving to know before moving the vehicle element whether and, if so, how far the vehicle element can be moved. The Doppler radar sensor device according to the invention thus also improves near-field obstacle detection in the near field of the vehicle element. By changing the stroke of the antenna unit compared to the stroke of the actuator unit, the stroke of the antenna unit can be adapted to the respective requirements. Alternatively or additionally, the translation element is also designed to change a stroke direction of the actuator unit in such a way that a main radiation direction of the antenna unit is not parallel to the stroke direction of the actuator unit. This results in an angle between the stroke direction of the actuator unit and the main radiation direction of the antenna unit, which makes it possible to adapt the field of view of the Doppler radar sensor device to the respective environmental conditions and/or to radiate the radar signals in the main radiation direction so that, for example, interfering objects in the field of view of the Doppler radar sensor device can be masked out.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung weist die Antenneneinheit ein Sendeantennenelement und ein Empfangsantennenelement auf und ist entweder nur das Sendeantennenelement oder ist nur das Empfangsantennenelement an der Aktoreinheit angebracht. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch eine besonders kleine Baugröße auf der Aktoreinheit aus. Denn für den Dopplereffekt reicht es aus, wenn entweder nur das Sendeantennenelement oder nur das Empfangsantennenelement durch die Aktoreinheit bewegt wird.According to a preferred embodiment of the Doppler radar sensor device according to the invention, the antenna unit has a transmitting antenna element and a receiving antenna element and either only the transmitting antenna element or only the receiving antenna element is attached to the actuator unit. This embodiment is characterized by a particularly small size on the actuator unit. This is because for the Doppler effect it is sufficient if either only the transmitting antenna element or only the receiving antenna element is moved by the actuator unit.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Aktoreinheit einen mechanischen Antrieb zum Bewegen der Antenneneinheit auf. Der mechanische Antrieb kann beispielsweise eine Linearantrieb, ein Vibrationsmotor oder auch eine durch einen weiteren Aktor angetriebene Lautsprechermembran eines Fahrzeugs sein. Der mechanische Antrieb ist also ein makroskopischer Antrieb, der unter Umständen auch im Fahrzeug bereits vorhandene Bauteile nutzt, um die Antenneneinheit zu bewegen.According to a further embodiment, the actuator unit has a mechanical drive for moving the antenna unit. The mechanical drive can be, for example, a linear drive, a vibration motor or a loudspeaker membrane of a vehicle driven by another actuator. The mechanical drive is therefore a macroscopic drive that may also use components already present in the vehicle to move the antenna unit.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Aktoreinheit alternativ oder zusätzlich zum mechanischen Antrieb einen elektromagnetischen Antrieb zum Bewegen der Antenneneinheit auf. Dieser elektromagnetische Antrieb kann beispielsweise ein E-Feld oder ein magnetischer Anker in einer Spule sein. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, unter Umständen im Fahrzeug bereits vorhandene elektromagnetische Antriebe zum Bewegen der Antenneneinheit zu verwenden.According to a further embodiment, the actuator unit has an electromagnetic drive for moving the antenna unit as an alternative or in addition to the mechanical drive. This electromagnetic drive can be, for example, an electric field or a magnetic armature in a coil. With this embodiment, it is possible to use electromagnetic drives that are already present in the vehicle to move the antenna unit.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Aktoreinheit eine kapazitive oder piezoelektrische mikromechanische Schallwandlereinheit auf, die eine bewegliche Schicht zum Bewegen der Antenneneinheit aufweist. Derartige kapazitive mikromechanische Schallwandlereinheiten, die auch als CMUT bekannt sind, oder piezoelektrische mikromechanische Schallwandlereinheiten, die auch als PMUT bekannt sind, zeichnen sich durch einen besonders kleinen Bauraum aus. Diese Schallwandlereinheiten erzeugen mikroskopische Bewegungen, die dazu genutzt werden können, die Antenneneinheit zu bewegen. Da die bewegliche Schicht zudem eine verhältnismäßig geringe Masse aufweist, können bereits bei einem relativ kleinen Hub der beweglichen Schicht schon ausreichend große Bewegungsgeschwindigkeiten erreicht werden, um einen ausreichend großen Doppler-Effekt erzeugen zu können.According to a further embodiment, the actuator unit has a capacitive or piezoelectric micromechanical sound transducer unit, which has a movable layer for moving the antenna unit. Such capacitive micromechanical sound transducer units, which are also known as CMUT, or piezoelectric micro Mechanical sound transducer units, also known as PMUT, are characterized by a particularly small installation space. These sound transducer units generate microscopic movements that can be used to move the antenna unit. Since the moving layer also has a relatively low mass, sufficiently high movement speeds can be achieved even with a relatively small stroke of the moving layer in order to be able to generate a sufficiently large Doppler effect.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Antenneneinheit in die bewegliche Schicht der Schallwandlereinheit integriert. Die Antenneneinheit kann beispielsweise adhäsiv auf der beweglichen Schicht aufgebracht sein. Oder die bewegliche Schicht kann zumindest teilweise mit der Antenneneinheit beschichtet sein. Auch ist es denkbar, dass die Antenneneinheit und die bewegliche Schicht ein gemeinsames Bauteil der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung bilden. So können beispielsweise die bewegliche Schicht und die Antenneneinheit in einem gemeinsamen Fertigungsschritt als ein gemeinsames Bauteil hergestellt sein.According to a particularly preferred embodiment, the antenna unit is integrated into the movable layer of the sound transducer unit. The antenna unit can, for example, be adhesively applied to the movable layer. Or the movable layer can be at least partially coated with the antenna unit. It is also conceivable that the antenna unit and the movable layer form a common component of the Doppler radar sensor device. For example, the movable layer and the antenna unit can be manufactured as a common component in a common manufacturing step.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung ist die Antenneneinheit eine erste Antenneneinheit und weist die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung ferner eine zweite Antenneneinheit zum Aussenden und/oder Empfangen eines weiteren (zweiten) Radarsignals auf, wobei die zweite Antenneneinheit (ebenso wie die erste Antenneneinheit) an der Aktoreinheit angebracht ist. Bei entsprechender Größe der Aktoreinheit können somit mehrere, insbesondere zumindest zwei, Antenneneinheiten auf derselben Aktoreinheit angebracht werden. Dies ermöglicht es, beispielsweise ein Array von Antenneneinheiten bzw. eine matrixförmige Anordnung von Antenneneinheiten auf der Aktoreinheit anzubringen. Dadurch können mehrere Radarsignale in verschiedene Richtungen in die Umgebung des Fahrzeugs abgestrahlt werden, sodass die Umgebung in hoher Auflösung und aus unterschiedlichen Richtungen erfasst und überwacht werden kann.According to a further embodiment of the Doppler radar sensor device, the antenna unit is a first antenna unit and the Doppler radar sensor device further comprises a second antenna unit for transmitting and/or receiving a further (second) radar signal, wherein the second antenna unit (like the first antenna unit) is attached to the actuator unit. If the actuator unit is of a suitable size, several, in particular at least two, antenna units can thus be attached to the same actuator unit. This makes it possible, for example, to attach an array of antenna units or a matrix-shaped arrangement of antenna units to the actuator unit. This allows several radar signals to be emitted in different directions into the surroundings of the vehicle, so that the surroundings can be recorded and monitored in high resolution and from different directions.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind eine Sende-/Empfangsrichtung der ersten Antenneneinheit und eine Sende-/Empfangsrichtung der zweiten Antenneneinheit im Wesentlichen unter einem Winkel von 180° zueinander angeordnet. Dadurch kann die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung die Umgebung aus im Wesentlichen gegenüberliegende Richtungen erfassen. Die Bezeichnung „im Wesentlichen“ bringt zum Ausdruck, dass die Sende-/Empfangsrichtungen der zwei Antenneneinheiten nicht genau 180° zueinander angeordnet sein müssen, sondern aufgrund von systembedingten Abweichungen, Messungenauigkeiten etc. beispielsweise um einen bestimmten Prozentsatz (beispielsweise 20%, vorzugsweise 10%) abweichen können.According to a particularly preferred embodiment, a transmitting/receiving direction of the first antenna unit and a transmitting/receiving direction of the second antenna unit are arranged essentially at an angle of 180° to one another. This allows the Doppler radar sensor device to detect the environment from essentially opposite directions. The term “essentially” expresses that the transmitting/receiving directions of the two antenna units do not have to be arranged exactly 180° to one another, but can deviate by a certain percentage (for example 20%, preferably 10%) due to system-related deviations, measurement inaccuracies, etc.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erste Antenneneinheit ein erstes Sendeantennenelement und ein erstes Empfangsantennenelement auf und weist die zweite Antenneneinheit ein zweites Sendeantennenelement und ein zweites Empfangsantennenelement auf, wobei beispielsweise nur das erste Sendeantennenelement und nur das zweite Empfangsantennenelement an der Aktoreinheit angebracht sind. Durch diese Ausgestaltung wird wiederum der Bauraum auf der Aktoreinheit verringert, da nicht jedes Sende- und Empfangsantennenelement von jeder Antenneneinheit an der Aktoreinheit angebracht ist. Gleichzeitig ermöglicht diese Ausgestaltung aber auch, dass eine Position der Aktoreinheit, insbesondere eine Position des beweglichen Teils der Aktoreinheit (beispielsweise die bewegliche Schicht), referenziert werden kann. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass das von dem ersten Sendeantennenelement ausgesendete Signal am Objekt reflektiert wird und sowohl von dem ersten Empfangsantennenelement, das sich nicht auf der Aktoreinheit befindet, als auch von dem zweiten Empfangsantennenelement, das sich auf der Aktoreinheit befindet, empfangen wird. Ein Vergleich der von den beiden Empfangsantennenelementen empfangenen Signale kann dann dazu verwendet werden, die Position der Aktoreinheit zu referenzieren. Ferner kann dies als Eigendiagnose für die Sensorvorrichtung verwendet werden.According to a further preferred embodiment, the first antenna unit has a first transmitting antenna element and a first receiving antenna element and the second antenna unit has a second transmitting antenna element and a second receiving antenna element, wherein, for example, only the first transmitting antenna element and only the second receiving antenna element are attached to the actuator unit. This embodiment in turn reduces the installation space on the actuator unit, since not every transmitting and receiving antenna element of every antenna unit is attached to the actuator unit. At the same time, however, this embodiment also enables a position of the actuator unit, in particular a position of the movable part of the actuator unit (for example the movable layer), to be referenced. This is possible, for example, in that the signal transmitted by the first transmitting antenna element is reflected on the object and is received both by the first receiving antenna element, which is not located on the actuator unit, and by the second receiving antenna element, which is located on the actuator unit. A comparison of the signals received by the two receiving antenna elements can then be used to reference the position of the actuator unit. Furthermore, this can be used as a self-diagnosis for the sensor device.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugelement mit einer Doppler-Radar-Sensorvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt bzw. Ausgestaltungen davon bereitgestellt, wobei die Aktoreinheit an dem Fahrzeugelement angebracht ist. Damit wird ein Fahrzeugelement geschaffen, das durch die Bewegung der Antenneneinheit eine verbesserte Nahfeldhinderniserkennung aufweist, ohne das Fahrzeugelement selbst bewegen zu müssen.According to a second aspect of the present invention, a vehicle element is provided with a Doppler radar sensor device according to the first aspect or embodiments thereof, wherein the actuator unit is attached to the vehicle element. This creates a vehicle element which has improved near-field obstacle detection due to the movement of the antenna unit, without having to move the vehicle element itself.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugelements ist die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, Radarsignale in Richtung einer fahrzeugseitigen Außenseite und in Richtung einer fahrzeugseitigen Innenseite des Fahrzeugelements auszusenden und/oder zu empfangen. In dieser Ausgestaltung ist es möglich, dass die Umgebung sowohl auf der Außenseite als auch auf der Innenseite des Fahrzeugelements erfasst werden kann. Beispielsweise könnte so nicht nur der Außenbereich des Fahrzeugs, sondern auch ein Innenraumraum (eine Kabine) des Fahrzeugs erfasst und überwacht werden. Denkbar wären hier beispielsweise eine Positionsbestimmung eines Fahrzeuginsassen oder eine Bestimmung von Vitalparametern eines Fahrzeuginsassen. Wenn das Fahrzeugelement beispielsweise ein Flügelelement wie eine Tür oder eine Heckklappe des Fahrzeugs ist, kann mit dieser Ausgestaltung sowohl die Außenseite des Flügelelements als auch die Innenseite des Flügelelements also insbesondere der Klemmbereich des Flügelelements mittels der Doppler-Radar-Sensorvorrichtungen erfasst und überwacht werden.According to one embodiment of the vehicle element according to the invention, the Doppler radar sensor device is further designed to transmit and/or receive radar signals in the direction of an outside of the vehicle and in the direction of an inside of the vehicle. In this embodiment, it is possible for the environment to be detected both on the outside and on the inside of the vehicle element. For example, not only the outside of the vehicle but also an interior space (a cabin) of the vehicle could be detected and monitored. For example, a position determination of the position of a vehicle occupant or a determination of vital parameters of a vehicle occupant. If the vehicle element is, for example, a wing element such as a door or a tailgate of the vehicle, with this embodiment both the outside of the wing element and the inside of the wing element, in particular the clamping area of the wing element, can be detected and monitored by means of the Doppler radar sensor devices.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch eine erste Doppler-Radar-Sensorvorrichtung an einer fahrzeugseitigen Außenseite des Fahrzeugelements angebracht sein zur Erfassung der Umgebung auf der Außenseite des Fahrzeugelements und kann eine zweite Doppler-Radar-Sensorvorrichtung an einer fahrzeugseitigen Innenseite des Fahrzeugelements angebracht sein zur Erfassung der Umgebung auf der Innenseite des Fahrzeugelements.Alternatively or additionally, a first Doppler radar sensor device can also be attached to a vehicle-side outer side of the vehicle element for detecting the environment on the outside of the vehicle element and a second Doppler radar sensor device can be attached to a vehicle-side inner side of the vehicle element for detecting the environment on the inside of the vehicle element.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugelement gemäß dem zweiten Aspekt bzw. Ausgestaltungen davon bereitgestellt. Mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug ist es möglich, die Umgebung insbesondere im Nahfeldbereich ohne eine Bewegung des Fahrzeugs und ohne eine Bewegung des Fahrzeugelements zu erfassen bzw. zu überwachen.According to a third aspect of the present invention, a vehicle with a vehicle element according to the second aspect or embodiments thereof is provided. With the vehicle according to the invention, it is possible to detect or monitor the environment, in particular in the near field, without movement of the vehicle and without movement of the vehicle element.

Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Ausüben der vorliegenden Lehre und Betrachten der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugelements,
  • 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung,
  • 3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung,
  • 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung,
  • 5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung,
  • 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung,
  • 7 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung, und
  • 8 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung.
Further features and objects of the present invention will become apparent to those skilled in the art by practicing the present teachings and viewing the accompanying drawings.
  • 1 a schematic view of a vehicle with an embodiment of a vehicle element according to the invention,
  • 2 a schematic view of an embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention,
  • 3 a schematic view of another embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention,
  • 4 a schematic view of another embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention,
  • 5 a schematic view of another embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention,
  • 6 a schematic view of another embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention,
  • 7 a schematic view of another embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention, and
  • 8 a schematic view of another embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided with the same reference symbols throughout the figures.

Es sei zunächst auf 1 verwiesen, die eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 10 zeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Fahrzeugelement 12, das im konkreten Beispiel von 1 ein Flügelelement, insbesondere eine Tür, des Fahrzeugs 10 ist. In anderen Ausführungsformen kann das Flügelelement auch eine Heckklappe des Fahrzeugs 10 sein. Auch ist es möglich, dass das Fahrzeugelement 12 ein anderes Fahrzeugelement sein kann, wie beispielsweise ein Tankdeckel des Fahrzeugs 10, ein Spiegel des Fahrzeugs 10, ein Schiebedach des Fahrzeugs 10, ein Kotflügel des Fahrzeugs 10, ein Schwellerelement des Fahrzeugs 10 oder ein sonstiges bewegliches und/oder klappbares Fahrzeugelement des Fahrzeugs 10.First of all, 1 which shows a schematic view of a vehicle 10. The vehicle 10 comprises a vehicle element 12, which in the specific example of 1 a wing element, in particular a door, of the vehicle 10. In other embodiments, the wing element can also be a tailgate of the vehicle 10. It is also possible for the vehicle element 12 to be another vehicle element, such as a fuel cap of the vehicle 10, a mirror of the vehicle 10, a sunroof of the vehicle 10, a fender of the vehicle 10, a sill element of the vehicle 10 or another movable and/or foldable vehicle element of the vehicle 10.

Wie ferner in 1 gezeigt ist, ist an dem Fahrzeugelement 12 eine Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 14 angeordnet. Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 14 kann dabei einen Außenbereich des Fahrzeugelements 12 und/oder einen Innenbereich des Fahrzeugelements 12 erfassen und überwachen, wie im weiteren Verlauf näher erklärt wird. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist es selbstverständlich auch möglich, dass eine erste Doppler-Radar-Sensorvorrichtung an einer Außenseite des Fahrzeugelements 12 und eine zweite Doppler-Radar-Sensorvorrichtung an einer Innenseite des Fahrzeugelements 12 angeordnet ist, um die jeweilige Umgebung des Fahrzeugelements 12 zu erfassen bzw. überwachen.As further in 1 As shown, a Doppler radar sensor device 14 is arranged on the vehicle element 12. The Doppler radar sensor device 14 can detect and monitor an outer region of the vehicle element 12 and/or an inner region of the vehicle element 12, as will be explained in more detail below. In an embodiment not shown, it is of course also possible for a first Doppler radar sensor device to be arranged on an outer side of the vehicle element 12 and a second Doppler radar sensor device to be arranged on an inner side of the vehicle element 12 in order to detect or monitor the respective surroundings of the vehicle element 12.

Es sei nun auf 2 verwiesen, die eine Ausführungsform einer Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 18 zeigt. Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 18 kann dabei ein Ausführungsbeispiel für die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 14 von 1 sein.It is now on 2 which shows an embodiment of a Doppler radar sensor device 18. The Doppler radar sensor device 18 can be an embodiment of the Doppler radar sensor device 14 of 1 be.

Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 18 umfasst eine Antenneneinheit 20 sowie eine Aktoreinheit 22, an der die Antenneneinheit 20 angebracht ist. Die Antenneneinheit 20 umfasst ein Sendeantennenelement 24 und ein Empfangsantennenelement 26. Die Antennenelemente 24, 26 ermöglichen das Senden und Empfangen von Doppler-Radarsignalen. Die Antennenelemente 24, 26 können beispielsweise Dipolantennen oder Patch-Antennen sein, die so ausgelegt sind, dass sie eine gewünschte Form und/oder Strahlbreite für die Doppler-Radarsignale bereitstellen.The Doppler radar sensor device 18 comprises an antenna unit 20 and an actuator unit 22 to which the antenna unit 20 is attached. The antenna unit 20 comprises a transmitting antenna element 24 and a receiving antenna element 26. The antenna elements 24, 26 enable the transmission and reception of Doppler radar signals. The antenna elements 24, 26 can be, for example, dipole antennas or patch antennas that are designed to provide a desired shape and/or beam width for the Doppler radar signals.

Die Aktoreinheit 22 dient dazu, die Antenneneinheit 20 relativ zum Fahrzeugelement 12 zu bewegen. Hierfür weist die Aktoreinheit 22 eine mit dem Fahrzeugelement 12 verbundene Basis 28 auf. Die Aktoreinheit 22 weist ferner ein im Bezug zur Basis 28 beweglich gelagertes Anbindungselement 30 auf, an dem die Antenneneinheit 20 angebracht ist. Das beweglich gelagerte Anbindungselement 30 kann eine Bewegung relativ zur Basis 28 und damit relativ zum Fahrzeugelement 12 vollziehen. Dadurch, dass die Antenneneinheit 20 an der Aktoreinheit 22 und insbesondere an dem Anbindungselement 30 der Aktoreinheit 22 angebracht ist, kann die Antenneneinheit 20 relativ zum Fahrzeugelement 12 bewegt werden.The actuator unit 22 serves to move the antenna unit 20 relative to the vehicle element 12. For this purpose, the actuator unit 22 has a base 28 connected to the vehicle element 12. The actuator unit 22 also has a connection element 30 which is movably mounted in relation to the base 28 and to which the antenna unit 20 is attached. The movably mounted connection element 30 can move relative to the base 28 and thus relative to the vehicle element 12. Because the antenna unit 20 is attached to the actuator unit 22 and in particular to the connection element 30 of the actuator unit 22, the antenna unit 20 can be moved relative to the vehicle element 12.

Um eine Relativbewegung zwischen der Antenneneinheit 20 und dem Fahrzeugelement 12 durchführen zu können, weist die Aktoreinheit 22 einen Antrieb zum Bewegen der Antenneneinheit 20 auf. Dieser Antrieb kann beispielsweise ein mechanischer Antrieb wie beispielsweise ein Linearantrieb, ein Vibrationsmotor oder beispielsweise auch eine durch einen weiteren Aktor angetriebene Lautsprechermembran sein. Der Antrieb kann aber auch ein elektromagnetischer Antrieb zum Bewegen der Antenneneinheit 20 sein. Beispielsweise kann der Antrieb ein E-Feld oder ein magnetischer Anker in einer Spule sein. In jedem Fall führt der Antrieb der Aktoreinheit 22 dazu, dass sich die Antenneneinheit 20 relativ zum Flügelelement 12 bewegt. Da die Antenneneinheit 20 Sende und/oder Empfangsantennenelemente 24, 26 zum Senden und/oder Empfangen von Radarsignalen aufweist, kann durch das Bewegen des Anbindungselements 30 relativ zur Basis 28 und damit relativ zum Flügelelement 12 eine auf dem Doppler-Radar-Messprinzip beruhende Sensorvorrichtung 18 geschaffen werden, mit der es möglich ist, Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugelements 12 zu erfassen, ohne das Fahrzeugelement 12 selbst bewegen zu müssen. Dabei können sowohl statische als auch bewegliche Hindernisse erkannte werden, ohne jeweils das Fahrzeugelement 12 bewegen zu müssen. Die Bewegung der Antenneneinheit 20 erfolgt dabei zumindest während dem Aussenden und/oder Empfangen der Radarsignale. Selbstverständlich kann die Antenneneinheit 20 aber auch permanent bewegt werden.In order to be able to carry out a relative movement between the antenna unit 20 and the vehicle element 12, the actuator unit 22 has a drive for moving the antenna unit 20. This drive can be, for example, a mechanical drive such as a linear drive, a vibration motor or, for example, a loudspeaker membrane driven by another actuator. However, the drive can also be an electromagnetic drive for moving the antenna unit 20. For example, the drive can be an electric field or a magnetic armature in a coil. In any case, the drive of the actuator unit 22 causes the antenna unit 20 to move relative to the wing element 12. Since the antenna unit 20 has transmitting and/or receiving antenna elements 24, 26 for transmitting and/or receiving radar signals, by moving the connection element 30 relative to the base 28 and thus relative to the wing element 12, a sensor device 18 based on the Doppler radar measuring principle can be created, with which it is possible to detect obstacles in the vicinity of the vehicle element 12 without having to move the vehicle element 12 itself. Both static and moving obstacles can be detected without having to move the vehicle element 12. The movement of the antenna unit 20 takes place at least while the radar signals are being transmitted and/or received. Of course, the antenna unit 20 can also be moved permanently.

Es sein nun auf 3 verwiesen, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 32 zeigt. Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 32 gemäß 3 zeichnet sich dadurch aus, dass die Aktoreinheit 22 eine kapazitiven mikromechanische Schallwandlereinheit 34 aufweist, die auch als CMUT bekannt ist. Die Schallwandlereinheit 34 umfasst eine Elektrode 36, die an dem Fahrzeugelement 12 angebracht ist, eine mit der Elektrode 36 verbundene (elektrische) Isolationsschicht (beispielsweise Siliziumdioxid) sowie eine mit der Isolationsschicht elektrisch ansteuerbare bewegliche Schicht 40, die eine Membran sein kann. Zwischen der elektrisch ansteuerbaren Membran 40 und der Elektrode 36 liegt eine Wechselspannung an, die dazu führt, dass sich die Membran 40 entlang des in der 3 dargestellten Pfeils auf und ab bewegt, wie es dem Fachmann bekannt ist.It is now on 3 which shows a further embodiment of a Doppler radar sensor device 32 according to the invention. The Doppler radar sensor device 32 according to 3 is characterized in that the actuator unit 22 has a capacitive micromechanical sound transducer unit 34, which is also known as CMUT. The sound transducer unit 34 comprises an electrode 36, which is attached to the vehicle element 12, an (electrical) insulation layer (for example silicon dioxide) connected to the electrode 36, and a movable layer 40, which can be a membrane and can be electrically controlled by the insulation layer. An alternating voltage is applied between the electrically controllable membrane 40 and the electrode 36, which causes the membrane 40 to move along the 3 shown arrow moves up and down, as is known to those skilled in the art.

Wie in 3 ebenfalls dargestellt ist, ist die Antenneneinheit 20 an der Membran 40 angebracht. Durch die erzeugte Bewegung der elektrisch ansteuerbaren Membran 40 wird somit auch die Antenneneinheit 20 entlang des gezeigten Pfeils auf und ab bewegt. Dies erzeugt wiederum eine Relativbewegung zwischen der Antenneneinheit 20 und einem Hindernis in der Umgebung des Fahrzeugelements 12, sodass der Doppler-Effekt genutzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist, dass die Masse der beweglichen Schicht bzw. der Membran 40 verhältnismäßig gering ist. Dadurch kann selbst bei relativ kleinem Hub der Membran 40 schon eine ausreichend große Bewegungsgeschwindigkeit (bzw. Relativgeschwindigkeit) erreicht werden, um einen ausreichend großen Doppler-Effekt bzw. eine ausreichend große Doppler-Frequenz fD zu erzeugen: f D = 2 ⋅ v r ⋅ f r c 0 ,

Figure DE102018218606B4_0001
wobei vT die Relativgeschwindigkeit, fT die Sende- bzw. Trägerfrequenz und c0 die Lichtgeschwindigkeit ist.As in 3 As is also shown, the antenna unit 20 is attached to the membrane 40. The generated movement of the electrically controllable membrane 40 also moves the antenna unit 20 up and down along the arrow shown. This in turn generates a relative movement between the antenna unit 20 and an obstacle in the vicinity of the vehicle element 12, so that the Doppler effect can be used. It is particularly advantageous that the mass of the movable layer or membrane 40 is relatively low. As a result, even with a relatively small stroke of the membrane 40, a sufficiently high movement speed (or relative speed) can be achieved in order to generate a sufficiently large Doppler effect or a sufficiently large Doppler frequency f D : f D = 2 ⋅ v r ⋅ f r c 0 ,
Figure DE102018218606B4_0001
 where v T is the relative velocity, f T is the transmission or carrier frequency and c 0 is the speed of light.

Ferner können die beim Anlegen der Wechselspannung und der damit verbundenen Bewegung der Membran 40 erzeugten Schallwellen zur Positionsbestimmung des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs 10 berücksichtigt werden. Das heißt, dass mittels der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 32 sowohl eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Objekt und der Sensorvorrichtung als auch die Position des Objekts bestimmt werden können.Furthermore, the sound waves generated when the alternating voltage is applied and the associated movement of the membrane 40 can be taken into account to determine the position of the object in the surroundings of the vehicle 10. This means that by means of the Doppler radar sensor device 32, both a relative speed between the object and the sensor device and the position of the object can be determined.

Es sei nun auf 4 verwiesen, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 42 zeigt. Zur besseren Übersicht ist in 4 die Membran 40 in ihrem nicht ausgelenkten Zustand gezeigt.It is now on 4 which shows a further embodiment of a Doppler radar sensor device 42 according to the invention. For a better overview, 4 the membrane 40 is shown in its undeflected state.

Im Gegensatz zur Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 32 von 3 ist in der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 42 von 4 nicht die gesamte Antenneneinheit 20 an der Membran 40 angebracht, sondern lediglich eines der beiden Antennenelemente 24, 26. Im konkreten Beispiel von 4 ist beispielsweise das Sendeantennenelement 24 an der Membran 40 angebracht, wohingegen das Empfangsantennenelement 26 am Fahrzeugelement 12 angebracht ist. Dadurch kann Bauraum auf der Membran 40 eingespart und deren Schwungmasse reduziert werden.In contrast to the Doppler radar sensor device 32 of 3 is in the Doppler radar sensor device 42 of 4 Not the entire antenna unit 20 is attached to the membrane 40, but only one of the two antenna elements 24, 26. In the specific example of 4 For example, the transmitting antenna element 24 is attached to the membrane 40, whereas the receiving antenna element 26 is attached to the vehicle element 12 This saves installation space on the membrane 40 and reduces its flywheel mass.

Wie ferner in 4 dargestellt ist, ist das Sendeantennenelement 24 zudem in die Membran 40 integriert. Beispielsweise können das Sendeantennenelement 24 und die Membran 40 ein gemeinsames Bauteil bilden, das beispielsweise in einem gemeinsamen Fertigungsschritt hergestellt wird. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Sendeantennenelement 24 auf die Membran 40 aufgedampft sein oder mit dieser adhäsiv verbunden sein. Auch kann die Membran 40 zumindest teilweise mit dem Sendeantennenelement 24 beschichtet sein. Durch das Integrieren des Sendeantennenelements 24 in die Membran 40 wird eine noch kompaktere Einheit geschaffen. Selbstverständlich kann auch die gesamte Antenneneinheit 20, d. h. sowohl das Sendeantennenelement 24 als auch das Empfangsantennenelement 26, in die Membran 40 integriert sein. Auch ist es möglich, dass anstelle des Sendeantennenelement 24 das Empfangsantennenelement 26 in die Membran 40 integriert ist. Des Weiteren können die für die Ansteuerung des Sendeantennenelements 24 notwendigen Leitungen in die Membran 40 integriert sein oder an diese angebracht sein. Zur besseren Übersicht sind die Leitungen nicht gezeigt.As further in 4 As shown, the transmitting antenna element 24 is also integrated into the membrane 40. For example, the transmitting antenna element 24 and the membrane 40 can form a common component that is manufactured, for example, in a common manufacturing step. In other exemplary embodiments, the transmitting antenna element 24 can be vapor-deposited onto the membrane 40 or adhesively bonded to it. The membrane 40 can also be at least partially coated with the transmitting antenna element 24. By integrating the transmitting antenna element 24 into the membrane 40, an even more compact unit is created. Of course, the entire antenna unit 20, ie both the transmitting antenna element 24 and the receiving antenna element 26, can also be integrated into the membrane 40. It is also possible for the receiving antenna element 26 to be integrated into the membrane 40 instead of the transmitting antenna element 24. Furthermore, the lines required for controlling the transmitting antenna element 24 can be integrated into the membrane 40 or attached to it. For better clarity, the lines are not shown.

Ferner ist es möglich, dass die Radarsignale der Antenneneinheit 20 in beide Richtungen des Fahrzeugelements 12 ausgesendet bzw. aus beiden Richtungen des Fahrzeugelements 12 empfangen werden können. Dies ist in 4 schematisch dadurch angedeutet, dass das Sendeantennenelement 24 Signale 431 und 432 in beide Richtungen aussenden kann und das Empfangsantennenelement 26 Signale 433 und 434 aus beiden Richtungen empfangen kann.Furthermore, it is possible that the radar signals of the antenna unit 20 can be transmitted in both directions of the vehicle element 12 or received from both directions of the vehicle element 12. This is in 4 schematically indicated by the fact that the transmitting antenna element 24 can transmit signals 431 and 432 in both directions and the receiving antenna element 26 can receive signals 433 and 434 from both directions.

Es sei nun auf 5 verwiesen, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 44 zeigt. Zur besseren Übersicht ist in 4 die Membran 40 in ihrem nicht ausgelenkten Zustand gezeigt.It is now on 5 which shows a further embodiment of a Doppler radar sensor device 44 according to the invention. For a better overview, 4 the membrane 40 is shown in its undeflected state.

Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 44 von 5 zeichnet sich dadurch aus, dass diese neben der bereits vorhandenen Antenneneinheit 20 mit dem Sendeantennenelement 24 und dem Empfangsantennenelement 26 eine weitere bzw. eine zweite Antenneneinheit 45 aufweist. Diese weitere Antenneneinheit 45 weist ihrerseits wiederum ein Sendeantennenelement 46 sowie ein Empfangsantennenelement 48 auf. Wie ferner in 5 zu erkennen ist, ist von dieser weiteren Antenneneinheit 45 jedoch nur das Empfangsantennenelement 48 an der Membran 40 angebracht. Mit anderen Worten ist von der ersten Antenneneinheit 20 lediglich das Sendeantennenelement 24 und von der zweiten Antenneneinheit 45 lediglich das Empfangsantennenelement 48 an der Aktoreinheit 22 bzw. der Membran 40 angebracht. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass ein beispielsweise von dem Sendeantennenelement 24 ausgesendetes Radarsignal von einem Hindernis in der Umgebung des Fahrzeugelements 12 reflektiert wird und von dem Empfangsantennenelement 48 und dem Empfangsantennenelement 26 empfangen wird. Dadurch, dass sich jedoch das Empfangsantennenelement 48 auf der Membran befindet und das Empfangsantennenelement 26 nicht auf der Membran befindet, kann durch einen Vergleich der beiden empfangenen Signale die Position der Membran 40 bestimmt werden. Mit einer derartigen Anordnung ist es also möglich, die Position der Membran 40 zu referenzieren. Zudem spart eine derartige Anordnung Bauraum auf der Membran 40, da nicht von jeder Antenneneinheit sowohl das Sendeantennenelement als auch das Empfangsantennenelement an der Membran 40 angebracht ist.The Doppler radar sensor device 44 of 5 is characterized in that it has a further or a second antenna unit 45 in addition to the already existing antenna unit 20 with the transmitting antenna element 24 and the receiving antenna element 26. This further antenna unit 45 in turn has a transmitting antenna element 46 and a receiving antenna element 48. As further shown in 5 As can be seen, however, only the receiving antenna element 48 of this additional antenna unit 45 is attached to the membrane 40. In other words, only the transmitting antenna element 24 of the first antenna unit 20 and only the receiving antenna element 48 of the second antenna unit 45 is attached to the actuator unit 22 or the membrane 40. This arrangement makes it possible for a radar signal transmitted, for example, by the transmitting antenna element 24 to be reflected by an obstacle in the vicinity of the vehicle element 12 and received by the receiving antenna element 48 and the receiving antenna element 26. However, because the receiving antenna element 48 is located on the membrane and the receiving antenna element 26 is not located on the membrane, the position of the membrane 40 can be determined by comparing the two received signals. With such an arrangement it is therefore possible to reference the position of the membrane 40. In addition, such an arrangement saves installation space on the membrane 40, since not every antenna unit has both the transmitting antenna element and the receiving antenna element attached to the membrane 40.

Die Anordnung der Sende- und/oder Empfangsantennenelemente auf der Aktoreinheit 22 bzw. der Membran 40 kann beispielsweise matrixförmig bzw. in Form eines Arrays sein. Beispielsweise können mehrere Sende- und/oder Empfangsantennenelemente alternierend oder gruppiert auf der Membran 40 angebracht sein, oder sogar in diese integriert sein. Dadurch ist es möglich, ein Array an Sende- und/oder Empfangsantennenelemente auf, an oder in der Membran 40 anzuordnen.The arrangement of the transmitting and/or receiving antenna elements on the actuator unit 22 or the membrane 40 can, for example, be in the form of a matrix or in the form of an array. For example, several transmitting and/or receiving antenna elements can be attached alternately or in groups on the membrane 40, or even integrated into it. This makes it possible to arrange an array of transmitting and/or receiving antenna elements on, at or in the membrane 40.

Es sei nun auf 6 verwiesen, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 50 zeigt.It is now on 6 which shows a further embodiment of a Doppler radar sensor device 50 according to the invention.

Die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 50 von 6 zeichnet sich durch ein Übersetzungselement 52 aus, das zwischen der Antenneneinheit und der Aktoreinheit 22 angeordnet ist. Zur näheren Erklärung der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 50 ist in 6 die Membran 40 in ihrem ausgelenkten Zustand gezeigt.The Doppler radar sensor device 50 of 6 is characterized by a translation element 52 which is arranged between the antenna unit and the actuator unit 22. For a more detailed explanation of the Doppler radar sensor device 50, 6 the membrane 40 is shown in its deflected state.

Wie in 6 zu erkennen ist, ist das Übersetzungselement 52 seitlich bzw. außerhalb der Mitte der Membran 40 an einem Anbringungsbereich 54 an der Membran 40 angebracht. Die Anbringung Übersetzungselement 52 am Anbringungsbereich 54 führt dazu, dass das Übersetzungselement 52 gegenüber der Horizontalen 56 einen Winkel 58 aufweist. Das Übersetzungselement 52 ist ferner ein plattenförmiges Element, an dessen erster Seite (Oberseite) eine erste Antenneneinheit 60 mit einem ersten Sendeantennenelement 62 und einem ersten Empfangsantennenelement 64 und an dessen zweiter Seite (Unterseite) eine zweite Antenneneinheit 66 mit einem zweiten Sendeantennenelement 68 und einem zweiten Empfangsantennenelement 70 angeordnet ist. Ferner ist eine dritte Antenneneinheit 72 auf der ersten Seite (Oberseite) des Übersetzungselements 52 benachbart zur ersten Antenneneinheit 60 angeordnet. Auch die dritte Antenneneinheit 72 weist ein Sendeantennenelement 74 und ein Empfangsantennenelement 76 auf.As in 6 As can be seen, the translation element 52 is attached to the side or outside the center of the membrane 40 at an attachment area 54 on the membrane 40. The attachment of the translation element 52 to the attachment area 54 results in the translation element 52 having an angle 58 with respect to the horizontal 56. The translation element 52 is also a plate-shaped element, on the first side (top side) of which there is a first antenna unit 60 with a first transmitting antenna element 62 and a first receiving antenna element 64 and on the second side (bottom side) of which there is a second antenna unit 66 with a second transmitting antenna element element 68 and a second receiving antenna element 70. Furthermore, a third antenna unit 72 is arranged on the first side (top side) of the translation element 52 adjacent to the first antenna unit 60. The third antenna unit 72 also has a transmitting antenna element 74 and a receiving antenna element 76.

Die Antenneneinheiten 60, 66 und 72 weisen eine Hauptabstrahlrichtung 78 auf, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung des Übersetzungselements 52 ist, an dem die Antenneneinheiten 60, 66 und 72 angebracht sind. Würde das Übersetzungselement 52 beispielsweise mittig auf der Membran 40 angebracht sein, so wäre die Längserstreckungsrichtung des Übersetzungselements 52 im Wesentlichen horizontal und dadurch die Hauptabstrahlrichtung 78 der Antenneneinheiten 60, 66, 72 im Wesentlichen vertikal.The antenna units 60, 66 and 72 have a main radiation direction 78 which is substantially perpendicular to a longitudinal extension direction of the translation element 52 to which the antenna units 60, 66 and 72 are attached. If the translation element 52 were to be attached centrally on the membrane 40, for example, the longitudinal extension direction of the translation element 52 would be substantially horizontal and thus the main radiation direction 78 of the antenna units 60, 66, 72 would be substantially vertical.

Wie bereits erwähnt wurde, ist das Übersetzungselement 52 jedoch am Anbringungsbereich 54 an der Membran 40 angebracht, sodass sich eine Längserstreckungsrichtung des Übersetzungselement 52 unter dem Winkel 58 zur Horizontalen 56 erstreckt. Die Folge dieser gewickelten Anordnung des Übersetzungselements 52 an der Membran 40 bzw. der Aktoreinheit 22 führt dazu, dass die Hauptabstrahlrichtung 78 der Antenneneinheiten 60, 66 und 72 nun unter einem Winkel zu einer Hubrichtung 80 der Aktoreinheit 34 angeordnet ist. Die Hubrichtung 80 der Aktoreinheit 22 ist dabei wiederum durch den Doppelpfeil angedeutet und erstreckt sich im Wesentlichen vertikal bzw. unter 90° zur Horizontalen 56. Aufgrund der nicht-parallelen Anordnung von Hauptabstrahlrichtung 78 und Hubrichtung 80 ist es möglich, die Radarsignale der Antenneneinheiten 60, 66 und 72 gerichtet abzustrahlen. Dadurch ist es möglich, Störobjekte, die sich im Sichtfeld der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 50 befinden auszublenden. Ferner ist es möglich, das Sichtfeld der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung an die Gegebenheiten anzupassen, indem beispielsweise eine Position des Anbringungsbereich 54 auf die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass das Übersetzungselement 52 selbst eine winkelförmige Ausgestaltung aufweist, bei der ein Schenkel des Winkels an der Membran 40 angeordnet ist und der andere Schenkel des Winkels zur Anbringung der Antenneneinheit in 60, 66 und 72 verwendet wird. Auch sind viele weitere Ausgestaltungen möglich, um eine nicht-parallele Anordnung von Hauptabstrahlrichtung 80 der Antenneneinheit 60, 66 und 72 und Hubrichtung 80 der Aktoreinheit 22 zu erzielen.As already mentioned, however, the translation element 52 is attached to the attachment area 54 on the membrane 40, so that a longitudinal extension direction of the translation element 52 extends at an angle 58 to the horizontal 56. The consequence of this wound arrangement of the translation element 52 on the membrane 40 or the actuator unit 22 means that the main radiation direction 78 of the antenna units 60, 66 and 72 is now arranged at an angle to a stroke direction 80 of the actuator unit 34. The stroke direction 80 of the actuator unit 22 is again indicated by the double arrow and extends essentially vertically or at 90° to the horizontal 56. Due to the non-parallel arrangement of the main radiation direction 78 and stroke direction 80, it is possible to radiate the radar signals of the antenna units 60, 66 and 72 in a directed manner. This makes it possible to mask out interfering objects that are in the field of view of the Doppler radar sensor device 50. It is also possible to adapt the field of view of the Doppler radar sensor device to the circumstances, for example by adapting a position of the attachment area 54 to the respective circumstances. Of course, it is also possible for the translation element 52 itself to have an angular design in which one leg of the angle is arranged on the membrane 40 and the other leg of the angle is used to attach the antenna unit in 60, 66 and 72. Many other designs are also possible in order to achieve a non-parallel arrangement of the main radiation direction 80 of the antenna unit 60, 66 and 72 and the stroke direction 80 of the actuator unit 22.

Das Übersetzungselement 52 kann ferner dazu ausgebildet sein, einen Hub der Aktoreinheit 22 in einen vergrößerten oder verkleinerten Hub der Antenneneinheiten 60, 66 und 72 zu übersetzen. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Übersetzungselement 52 als Hebel ausgestaltet ist, dessen Hebelarme derart angepasst sind, dass der Hub der Aktoreinheit 22 in einen vergrößerten oder verkleinerten Hub der Antenneneinheiten 60, 66 und 72 entlang der Hauptabstrahlrichtung 78 übersetzt wird. Durch eine Hubübersetzung kann beispielsweise ein relativ kleiner Hub der Aktoreinheit 22 in einen vergrößerten Hub der Antenneneinheiten 60, 66 und 72 übersetzt werden.The translation element 52 can also be designed to translate a stroke of the actuator unit 22 into an increased or reduced stroke of the antenna units 60, 66 and 72. For example, it is conceivable that the translation element 52 is designed as a lever whose lever arms are adapted such that the stroke of the actuator unit 22 is translated into an increased or reduced stroke of the antenna units 60, 66 and 72 along the main radiation direction 78. By means of a stroke translation, for example, a relatively small stroke of the actuator unit 22 can be translated into an increased stroke of the antenna units 60, 66 and 72.

Wie ferner in 6 gezeigt ist, sind eine Sende- bzw. Empfangsrichtung 781 der ersten Antenneneinheit 60 und eine Sende- bzw. Empfangsrichtung 782 der zweiten Antenneneinheit 66 unter einem Winkel von im Wesentlichen 180° zueinander angeordnet. Dadurch kann die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 50 eine Umgebung des Fahrzeugelements 12 aus im Wesentlichen gegenüberliegende Richtungen erfassen.As further in 6 As shown, a transmitting and receiving direction 781 of the first antenna unit 60 and a transmitting and receiving direction 782 of the second antenna unit 66 are arranged at an angle of substantially 180° to one another. As a result, the Doppler radar sensor device 50 can detect an environment of the vehicle element 12 from substantially opposite directions.

Es sei nun auf 7 verwiesen, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 82 zeigt. Im Gegensatz zu den bislang beschriebenen Doppler-Radar-Sensorvorrichtungen zeichnet sich die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 82 dadurch aus, dass die Aktoreinheit 22 eine piezoelektrische mikromechanische Schallwandlereinheit 84 aufweist, die auch als PMUT bekannt ist. Die Schallwandlereinheit 84 weist eine mit dem Fahrzeugelement 12 befestigte Basisschicht 86 auf, die beispielsweise aus Silizium bestehen kann. Auf diese Basisschicht 86 ist eine Siliziumdioxidschicht 88 aufgebracht. Auf dieser Siliziumdioxidschicht 88 ist eine weitere Siliziumschicht 90 aufgebracht. Auf dieser weiteren Siliziumschicht 90 befindet sich eine erste Elektrode 92, auf der eine piezoelektrische Schicht 94 angeordnet ist. Darüber ist eine zweite Elektrode 96 angeordnet. Die Komponenten 90, 92, 94 und 96 bilden eine bewegliche Schicht 98, die sich bei Anlegen einer Wechselspannung an die beiden Elektroden 92 und 96 entlang des Pfeils auf und ab bewegt, wie es dem Fachmann bekannt ist.It is now on 7 which shows a further embodiment of a Doppler radar sensor device 82 according to the invention. In contrast to the Doppler radar sensor devices described so far, the Doppler radar sensor device 82 is characterized in that the actuator unit 22 has a piezoelectric micromechanical sound transducer unit 84, which is also known as PMUT. The sound transducer unit 84 has a base layer 86 which is attached to the vehicle element 12 and which can consist of silicon, for example. A silicon dioxide layer 88 is applied to this base layer 86. A further silicon layer 90 is applied to this silicon dioxide layer 88. On this further silicon layer 90 there is a first electrode 92 on which a piezoelectric layer 94 is arranged. A second electrode 96 is arranged above this. The components 90, 92, 94 and 96 form a movable layer 98 which moves up and down along the arrow when an alternating voltage is applied to the two electrodes 92 and 96, as is known to those skilled in the art.

Auf dieser zweiten Elektrode 96 ist nun die Antenneneinheit 20 mit dem Sendeantennenelement 24 und dem Empfangsantennenelement 26 angeordnet. Wird nun eine Wechselspannung zwischen den Elektroden 92 und 96 angelegt kommt es aufgrund der Auf- und Abbewegung der beweglichen Schicht 98 ebenfalls zu einer Auf- und Abbewegung der Antenneneinheit 20 (angedeutet durch den Doppelpfeil). Diese Auf- und Abbewegung der Antenneneinheit 20 kann wiederum dazu verwendet werden, Hindernisse auf Basis des Doppler-Radar-Messprinzips in der Umgebung des Fahrzeugelements 12 zu erfassen, ohne das Fahrzeugelement 12 selbst bewegen zu müssen.The antenna unit 20 with the transmitting antenna element 24 and the receiving antenna element 26 is now arranged on this second electrode 96. If an alternating voltage is now applied between the electrodes 92 and 96, the up and down movement of the movable layer 98 also causes the antenna unit 20 to move up and down (indicated by the double arrow). This up and down movement of the antenna unit 20 can in turn be used to detect obstacles in the vicinity of the vehicle element 12 based on the Doppler radar measuring principle, without having to move the vehicle element 12 itself.

Die beim Anlegen der Wechselspannung an die Elektroden 92, 96 und der damit verbundenen Bewegung der beweglichen Schicht 98 erzeugten Schallwellen können zur Positionsbestimmung des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs 10 berücksichtigt werden. Das heißt, dass mittels der Doppler-Radar-Sensorvorrichtung 82 sowohl eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Objekt und der Sensorvorrichtung als auch die Position des Objekts bestimmt werden können.The sound waves generated when the alternating voltage is applied to the electrodes 92, 96 and the associated movement of the movable layer 98 can be taken into account to determine the position of the object in the surroundings of the vehicle 10. This means that by means of the Doppler radar sensor device 82, both a relative speed between the object and the sensor device and the position of the object can be determined.

Es sein abschließend noch auf 8 verwiesen, die eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppler-Radar-Sensorvorrichtung zeigt. Im konkreten Beispiel von 8 sind mehrere Sendeempfangselemente 100, 104, 108 und mehrere Empfangsantennenelemente 102, 106, 110 auf jeweiligen Übersetzungselementen 53 an der beweglichen Schicht 40 bzw. 98 angeordnet. Die Übersetzungselemente 53 sind dabei derart ausgebildet, dass die jeweiligen Hauptabstrahlrichtungen (dargestellt durch gestrichelte Linien) winklig zueinander angeordnet sind. Dadurch können ein größerer Öffnungswinkel der Sensorvorrichtung sowie eine Strahlformung bzw. ein Beam Shaping erreicht werden.Finally, 8 which shows another embodiment of a Doppler radar sensor device according to the invention. In the specific example of 8 Several transmitting and receiving elements 100, 104, 108 and several receiving antenna elements 102, 106, 110 are arranged on respective translation elements 53 on the movable layer 40 or 98. The translation elements 53 are designed such that the respective main radiation directions (shown by dashed lines) are arranged at an angle to one another. This makes it possible to achieve a larger opening angle of the sensor device and beam shaping.

Selbstverständlich können alle Ausführungsformen, die in Zusammenhang mit einer kapazitiven mikromechanischen Schallwandlereinheit offenbart wurden, auch mit einer piezoelektrischen mikromechanischen Schallwandlereinheit kombiniert werden. Auch ist es möglich, die in den 1 bis 8 offenbarten Ausführungsformen in beliebiger Weise miteinander zu kombinieren.Of course, all embodiments disclosed in connection with a capacitive micromechanical sound transducer unit can also be combined with a piezoelectric micromechanical sound transducer unit. It is also possible to use the 1 to 8 to combine the disclosed embodiments in any manner.

Claims (15)

Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82), die dazu ausgebildet ist, an einem Fahrzeugelement (12) eines Fahrzeugs (10) angeordnet zu sein und ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs (10) zu erfassen, wobei die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) folgende Komponenten aufweist: - eine Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) zum Aussenden und/oder Empfangen eines Radarsignals, und - eine Aktoreinheit (22), an dem die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) zumindest teilweise angebracht ist, wobei die Aktoreinheit (22) dazu ausgebildet ist, die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) relativ zu dem Fahrzeugelement zumindest während dem Aussenden und/oder Empfangen des Radarsignals zu bewegen, wobei die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) ferner ein zwischen der Aktoreinheit (22) und der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) angeordnetes Übersetzungselement (52) aufweist, an dem die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) angebracht ist, wobei das Übersetzungselement (52) dazu ausgebildet ist, einen Hub der Aktoreinheit (22) derart zu ändern, dass ein Hub der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) gegenüber dem Hub der Aktoreinheit (22) übersetzt wird, und/oder eine Hubrichtung (80) der Aktoreinheit (22) derart zu ändern, dass eine Hauptabstrahlrichtung (78) der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) nicht-parallel zu der Hubrichtung (80) der Aktoreinheit (22) angeordnet ist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) which is designed to be arranged on a vehicle element (12) of a vehicle (10) and to detect an object in the surroundings of the vehicle (10), wherein the Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) has the following components: - an antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) for transmitting and/or receiving a radar signal, and - an actuator unit (22) to which the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is at least partially attached, wherein the actuator unit (22) is designed to move the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) relatively to move to the vehicle element at least during the transmission and/or reception of the radar signal, wherein the Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) further comprises a translation element (52) arranged between the actuator unit (22) and the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72), to which the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is attached, wherein the translation element (52) is designed to change a stroke of the actuator unit (22) such that a stroke of the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is translated relative to the stroke of the actuator unit (22), and/or change a stroke direction (80) of the actuator unit (22) such that a main radiation direction (78) of the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is arranged non-parallel to the stroke direction (80) of the actuator unit (22). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach Anspruch 1, wobei die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) ein Sendeantennenelement (24, 46, 62, 68, 74) und ein Empfangsantennenelement (26, 48, 64, 70 76) aufweist und wobei entweder nur das Sendeantennenelement (24, 46, 62, 68, 74) oder nur das Empfangsantennenelement (26, 48, 64, 70 76) an der Aktoreinheit (22) angebracht ist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to claim 1 , wherein the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) has a transmitting antenna element (24, 46, 62, 68, 74) and a receiving antenna element (26, 48, 64, 70 76) and wherein either only the transmitting antenna element (24, 46, 62, 68, 74) or only the receiving antenna element (26, 48, 64, 70 76) is attached to the actuator unit (22). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Aktoreinheit (22) einen mechanischen Antrieb zum Bewegen der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) aufweist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to one of the Claims 1 or 2 , wherein the actuator unit (22) has a mechanical drive for moving the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktoreinheit (22) einen elektromagnetischen Antrieb zum Bewegen der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) aufweist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to one of the preceding claims, wherein the actuator unit (22) has an electromagnetic drive for moving the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktoreinheit (22) eine kapazitive oder piezoelektrische mikromechanische Schallwandlereinheit (34, 84) mit einer beweglichen Schicht (40, 98) zum Bewegen der Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) aufweist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to one of the preceding claims, wherein the actuator unit (22) comprises a capacitive or piezoelectric micromechanical sound transducer unit (34, 84) with a movable layer (40, 98) for moving the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach Anspruch 5, wobei die Antenneneinheit (20, 45, 60, 66, 72) in die bewegliche Schicht (40, 98) der Schallwandlereinheit (34, 84) integriert ist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to claim 5 , wherein the antenna unit (20, 45, 60, 66, 72) is integrated into the movable layer (40, 98) of the sound transducer unit (34, 84). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei ein von der kapazitiven oder piezoelektrischen mikromechanischen Schallwandlereinheit (34, 84) ausgesendetes Schallsignal zusammen mit dem Radarsignal zur Positionsbestimmung des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs (10) verwendet wird.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to one of the Claims 5 or 6 , wherein a sound signal emitted by the capacitive or piezoelectric micromechanical sound transducer unit (34, 84) is used together with the radar signal to determine the position of the object in the environment of the vehicle (10). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenneneinheit eine erste Antenneneinheit (20, 60) ist und die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) ferner eine zweite Antenneneinheit (45, 66) zum Aussenden und/oder Empfangen eines weiteren Radarsignals aufweist, wobei die zweite Antenneneinheit (45, 66) ebenfalls an der Aktoreinheit (22) angebracht ist.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to one of the preceding claims, wherein the antenna unit has a first Antenna unit (20, 60) and the Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) further comprises a second antenna unit (45, 66) for transmitting and/or receiving a further radar signal, wherein the second antenna unit (45, 66) is also attached to the actuator unit (22). Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach Anspruch 8, wobei eine Sende-/Empfangsrichtung (781) der ersten Antenneneinheit (60) und eine Sende-/Empfangsrichtung (782) der zweiten Antenneneinheit (66) im Wesentlichen unter einem Winkel von 180° zueinander angeordnet sind.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to claim 8 , wherein a transmission/reception direction (781) of the first antenna unit (60) and a transmission/reception direction (782) of the second antenna unit (66) are arranged substantially at an angle of 180° to one another. Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die erste Antenneneinheit (20) ein erstes Sendeantennenelement (24) und ein erstes Empfangsantennenelement (26) und die zweite Antenneneinheit (45) ein zweites Sendeantennenelement (46) und ein zweites Empfangsantennenelement (48) aufweist und wobei nur das erste Sendeantennenelement (24) und nur das zweite Empfangsantennenelement (48) an der Aktoreinheit (22) angebracht sind.Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to one of the Claims 8 or 9 , wherein the first antenna unit (20) has a first transmitting antenna element (24) and a first receiving antenna element (26) and the second antenna unit (45) has a second transmitting antenna element (46) and a second receiving antenna element (48), and wherein only the first transmitting antenna element (24) and only the second receiving antenna element (48) are attached to the actuator unit (22). Fahrzeugelement (12) mit einer Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktoreinheit (22) an dem Fahrzeugelement (12) angebracht ist.Vehicle element (12) with a Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) according to one of the preceding claims, wherein the actuator unit (22) is attached to the vehicle element (12). Fahrzeugelement (12) nach Anspruch 11, wobei die Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) dazu ausgebildet ist, Radarsignale in Richtung einer fahrzeugseitigen Außenseite und in Richtung einer fahrzeugseitigen Innenseite des Fahrzeugelements (12) auszusenden und/oder zu empfangen.Vehicle element (12) according to claim 11 , wherein the Doppler radar sensor device (14, 18, 32, 42, 44, 50, 82) is designed to transmit and/or receive radar signals in the direction of a vehicle-side outer side and in the direction of a vehicle-side inner side of the vehicle element (12). Fahrzeugelement (12) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei eine erste Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (14) an einer fahrzeugseitigen Außenseite an dem Fahrzeugelement (12) angebracht ist und eine zweite Doppler-Radar-Sensorvorrichtung (16) an einer fahrzeugseitigen Innenseite an dem Fahrzeugelement (12) angebracht ist.Vehicle element (12) according to one of the Claims 11 or 12 , wherein a first Doppler radar sensor device (14) is attached to a vehicle-side outer side of the vehicle element (12) and a second Doppler radar sensor device (16) is attached to a vehicle-side inner side of the vehicle element (12). Fahrzeugelement (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Fahrzeugelement (12) ein Flügelelement, insbesondere eine Tür und/oder eine Heckklappe des Fahrzeugs, ist.Vehicle element (12) according to one of the Claims 11 until 13 , wherein the vehicle element (12) is a wing element, in particular a door and/or a tailgate of the vehicle. Fahrzeug (10) mit einem Fahrzeugelement (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 14.Vehicle (10) with a vehicle element (12) according to one of the Claims 11 until 14 .
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