DE-102025145351-A1 - System für Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessung und/oder Radar

Abstract

System für Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessung und/oder RADAR, wobei das System eine Schaltung umfasst, die auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die Schaltung beinhaltet: zwei Empfangsantennen, die jeweils fähig sind, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; eine einzelne Sendeantenne, die fähig ist, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; wobei die Empfangsantennen so auf der Leiterplatte positioniert sind, dass die Strahlungsmuster der Empfangsantennen in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander emittiert werden; wobei die Sendeantenne so zwischen den Empfangsantennen positioniert ist, dass das Strahlungsmuster der Sendeantenne ungefähr mit dem Strahlungsmuster der Empfangsantennen überlappt; und ferner beinhaltend eine Masseflächentrennnung, die zwischen der Sendeantenne und den Empfangsantennen vorgesehen ist.

Inventors

• Matthew Kelly

Assignees

• Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20251104

Priority Date

20241107

Claims (15)

1. System für Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessung und/oder RADAR, wobei das System eine Schaltung umfasst, die auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die Schaltung beinhaltet: zwei Empfangsantennen, die jeweils fähig sind, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; eine einzelne Sendeantenne, die fähig ist, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; wobei die Empfangsantennen so auf der Leiterplatte positioniert sind, dass die Strahlungsmuster der Empfangsantennen in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander emittiert werden; wobei die Sendeantenne so zwischen den Empfangsantennen positioniert ist, dass das Strahlungsmuster der Sendeantenne ungefähr mit dem Strahlungsmuster der Empfangsantennen überlappt; und ferner beinhaltend eine Masseflächentrennnung, die zwischen der Sendeantenne und den Empfangsantennen vorgesehen ist.
2. System nach Anspruch 1 , wobei die Empfangsantennen vorzugsweise auf einer anderen horizontalen X-Achsenebene in Bezug auf die Sendeantenne positioniert sind, um Massemetall über den Empfangsantennen zu ermöglichen, wodurch eine verbesserte Isolation zwischen den Antennen bereitgestellt wird.
3. System nach Anspruch 1 , wobei die Empfangsantennen nicht in wesentlich derselben horizontalen X-Achsenebene positioniert sind.
4. System nach Anspruch 1 , wobei das Strahlungsmuster der Empfangsantennen, das in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander emittiert wird, eine Richtung ganz links und eine Richtung ganz rechts beinhaltet.
5. System nach Anspruch 1 , wobei die Sendeantenne ungefähr zwischen den Empfangsantennen positioniert ist.
6. System nach Anspruch 1 , wobei die Empfangsantennen und die Sendeantennen auf Empfangspins und Sendepins vorgesehen sind, die auf einer integrierten UWB-Schaltung vorgesehen sind.
7. System nach Anspruch 1 , wobei die Empfangsantennen und die Sendeantennen auf Sendeempfangspins auf einer integrierten UWB-Schaltung vorgesehen sind.
8. System nach Anspruch 1 , wobei die Empfangsantennen und die Sendeantennen auf einer integrierten UWB-Schaltung mit einem einzelnen Pin, 2 Pins oder 4 oder mehr Pins durch eine Reihe von HF-Schaltern und/oder HF-Antennenweichen/Splittern vorgesehen sind.
9. System nach Anspruch 1 , wobei die Antennenkonfiguration ein eigenständiges Antennendesign mit einer Schnittstelle zu einer externen Vorrichtung ist.
10. System nach Anspruch 1 , wobei die Empfangsantennen und die Sendeantennen Breitbandantennen sind.
11. System nach Anspruch 9 , wobei die Breitbandantennen kreisförmige, elliptische oder rechteckige Monopolantennen oder einen beliebigen anderen Typ von Breitbandantennen beinhalten.
12. System nach Anspruch 1 , wobei eine weitere Bluetooth-Antenne nahe bei den UWB-Antennen zur Verwendung in einem BLE-System vorgesehen ist.
13. System für Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessung und/oder RADAR, wobei das System eine Schaltung umfasst, die auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die Schaltung beinhaltet: zwei Sendeantennen, die jeweils fähig sind, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; eine einzelne Empfangsantenne, die fähig ist, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; wobei die Sendeantennen so auf der Leiterplatte positioniert sind, dass die Strahlungsmuster der Sendeantennen in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander emittiert werden; wobei die Empfangsantenne so zwischen den Sendeantennen positioniert ist, dass das Strahlungsmuster der Empfangsantennen ungefähr mit dem Strahlungsmuster der Sendeantennen überlappt; und ferner beinhaltend eine Masseflächentrennnung, die zwischen den Sendeantennen und der Empfangsantenne vorgesehen ist.
14. System für Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessung und/oder RADAR, wobei das System eine Schaltung umfasst, die auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die Leiterplatte beinhaltet: zwei Empfangsantennen, die jeweils fähig sind, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; eine einzelne Sendeantenne, die jeweils fähig ist, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; wobei die Empfangsantennen und die Sendeantenne so auf der Leiterplatte ausgerichtet sind, dass ein Isolationswert zwischen jeder der Empfangsantennen und der Sendeantenne in dem einen oder den mehreren erforderlichen Betriebsfrequenzbändern unter -15 dB liegt.
15. System für Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessung und/oder RADAR, wobei das System eine Schaltung umfasst, die auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die Leiterplatte beinhaltet: zwei Sendeantennen, die jeweils fähig sind, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; eine einzelne Empfangsantenne, die jeweils fähig ist, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; wobei die Sendeantennen und die Empfangsantenne so auf der Leiterplatte ausgerichtet sind, dass ein Isolationswert zwischen jeder der Sendeantennen und der Empfangsantenne in dem einen oder den mehreren erforderlichen Betriebsfrequenzbändern unter -15 dB liegt.

Description

Gebiet der Technik Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen bei Passive Entry Passive Start (PEPS) und Fahrzeugbelegungserkennung. Hintergrund der Erfindung Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessungsanwendungen in einem Automobilumfeld sind für Anwendungen wie etwa Passive Entry Passive Start (PEPS) erwünscht. Das Hauptziel einer UWB-Entfernungsmessungsvorrichtung ist, eine Distanzabschätzung zwischen einem Initiator und einer Antworteinheit zu liefern, aber ist auch wünschenswert, dass das System RADAR-fähig ist (Erkennung und Entfernungsmessung über Funk). Ein Problem bei der Bereitstellung dieser Anwendungen ist das Erreichen einer Antennenkonfiguration, die fähig ist, ein hochtreues, unverzerrtes Signal für die Gesamtheit des erforderlichen Einsatzbereichs des Systems, d. h. des Sichtfelds (FoV), zu liefern. Es ist klar, dass die Besprechung des Hintergrunds der Erfindung aufgenommen ist, um den Kontext der Erfindung zu erläutern. Dies ist nicht als Eingeständnis zu verstehen, dass irgendwelche der genannten Materialien veröffentlicht, bekannt oder Teil des allgemeinen Fachwissens sind. Darstellung der Erfindung Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein System für Ultrabreitband(UWB)-Entfernungsmessung und/oder RADAR bereit, wobei das System eine Schaltung umfasst, die auf einer Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die Schaltung beinhaltet: zwei Empfangsantennen, die jeweils fähig sind, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich / Sichtfeld (FoV) zu emittieren; eine einzelne Sendeantenne, die fähig ist, ein Strahlungsmuster mit einem beabsichtigten Einsatzbereich zu emittieren; wobei die Empfangsantennen so auf der Leiterplatte positioniert sind, dass die Strahlungsmuster der Empfangsantennen in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander emittiert werden; und wobei die Sendeantenne so zwischen den Empfangsantennen positioniert ist, dass das Strahlungsmuster der Sendeantenne ungefähr mit dem Strahlungsmuster der Empfangsantennen überlappt. Vorteilhafterweise mindert die Verwendung mehrerer Antennen (d. h. ein Bereitstellen von Antennenvielfalt) in der vorgeschlagenen Ausrichtung Einschränkungen, wie etwa Signalverlust an bestimmten Punkten und Verzerrungen, die Entfernungsmessfehler im Einsatzbereich / Sichtfeld (FoV) verursachen. Vorteilhafterweise verbessert die Anordnung der vorliegenden Erfindung die Kommunikationsverbindung zwischen einem Fahrzeug und einem Fob oder Mobiltelefon und liefert ein hochtreues Signal im FoV, was eine genaue Entfernungsmessung (d. h. Lautzeitberechnungen) ermöglicht und ferner die notwendige Antennenisolation bereitstellt, was dem System ermöglicht, als ein RADAR zu fungieren, das die Anwesenheit von Passagieren in einem Fahrzeug erkennen kann. Die UWB-Antennenkonfiguration der vorliegenden Erfindung kann nahtlos mit einem Bluetooth-System (einschließlich eines Bluetooth-Low-Energy(BLE)-Systems) verwendet werden, das eine Bluetooth-Antenne einbindet, die auf die vorgeschlagene Weise ausgerichtet ist, sodass ihre Implementierung die Leistungsfähigkeit des UWB-Systems nicht beeinträchtigt. Es ist klar, dass die Antennenkonfiguration ein eigenständiges Antennendesign mit einer Schnittstelle zu einer externen Leiterplatte sein kann oder Teil einer eingebetteten Schaltung sein kann. Die Leiterplatte kann eine beliebige geeignete Form annehmen, wie etwa eine gedruckte Leiterplatte (PCB) oder dergleichen, wie Fachleuten klar sein wird. Das System beinhaltet ferner eine angemessene Masseflächentrennung, die zwischen der Sendeantenne und den Empfangsantennen vorgesehen ist, wobei die Empfangsantennen vorzugsweise auf einer anderen horizontalen X-Achsenebene in Bezug auf die Sendeantenne positioniert sind. Dies ist erforderlich, um Massemetall über den Empfangsantennen zu ermöglichen, wodurch eine verbesserte Isolation zwischen den Antennen bereitgestellt wird. Vorteilhafterweise bietet die verbesserte Isolation eine verbesserte RADAR-Funktionalität. In einer Ausführungsform sind die Empfangsantennen nicht in wesentlich derselben horizontalen X-Achsenebene positioniert. Vorzugsweise wird das Strahlungsmuster der Empfangsantennen in entgegengesetzte Richtungen relativ zueinander emittiert und beinhaltet eine Richtung ganz links und eine Richtung ganz rechts. Vorzugsweise ist die Sendeantenne ungefähr zwischen den Empfangsantennen positioniert. Vorzugsweise sind die Empfangsantennen und die Sendeantennen Breitbandantennen. Die Breitbandantennen können kreisförmige, elliptische oder rechteckige Monopolantennen oder einen beliebigen anderen Typ von Breitbandantennen beinhalten. Das System kann ferner eine weitere Antenne in unmittelbarer Nähe zu den UWB-Antennen zur Verwendung in einem Bluetooth-System beinhalten. Die eine oder die mehreren weiteren Antennen können eine invertierte F-Antenne oder dergleichen sein. Vorzugsweise sind die Empfangsantennen und die Sendeantennen auf Empfangspins und Sendepins vorgesehen, die auf einer integriert