車用雷達裝置及其天線罩的製作方法
2023-06-17 20:28:01 2
專利名稱：車用雷達裝置及其天線罩的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車用雷達裝置(automotive radar device)及其天線罩(antennacover)，尤指一種具有高穿透性的天線罩及具有該天線罩的車用雷達裝置。
背景技術：
為增加行車安全，有些汽車(automobile)已配備有車用雷達裝置，設置於後方保險杆(bumper)內，用以檢測後方的車行狀況。為增加盲點檢測效率，車用雷達裝置多曝露於車外，故車用雷達裝置需天線罩以保護實體天線。目前天線罩的材質多為聚四氟乙烯(polytetrafluornethylene, PTFE)玻璃纖維(glass fiber)複合物。由於天線罩實際的 應用環境條件嚴苛，例如天氣氣候影響、地面砂石撞擊等，故易造成天線罩老化、變形、應力破裂等而損壞，天線保護功能減損或喪失。此外，由於目前車用雷達裝置多設計為低功耗、低傳輸損耗，故天線罩本身結構會影響信號傳輸損耗，且當天線罩材質改變、結構變形時，信號傳輸損耗程度更加惡化，亦即影響前述的檢測效率。因此，需要提供一種車用雷達裝置及其天線罩來解決上述問題。
發明內容
鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種天線罩，用於一車用雷達裝置。該天線罩經由設計結構厚度，以抑制信號傳輸損耗，並進一步地選用適當成形材質，以增加該天線罩的結構強度及耐候性。本發明的天線罩用於一車用雷達裝置，該車用雷達裝置包含一基座(base)及設置於該基座上的一天線，該天線具有一中心工作頻率(center operation frequency),該天線罩包含一主體部(main portion)以及一銜接部(engagement portion);該主體部具有一介質常數(dielectric constant);該銜接部連接該主體部周圍(circumference),該銜接部能與該基座銜接使得該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線的輻射方向的厚度等於對應該中心工作頻率在該介質常數的二分之一波長。藉此，該天線罩具有相當低的穿透損耗，亦即無線電磁波信號穿透該天線罩的損耗可有效抑制，有助於盲點檢測效率。進一步地,該主體部可由一可撓性複合材料(flexible composite material)製成，例如聚對苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate, PBT)及玻璃纖維的混合物，或聚碳酸酯樹脂(polycarbonate, PC)、PBT及玻璃纖維的混合物，以增加該天線罩的結構強度及耐候性。本發明的另一目的在於提供一種車用雷達裝置，包含本發明的天線罩。因此，該車用雷達裝置亦具有抑制信號傳輸損耗及增加該天線罩結構強度及耐候性的功能。本發明的車用雷達裝置包含一基座、一天線以及一天線罩；該天線設置於該基座上，該天線具有一中心工作頻率；該天線罩包含一主體部以及一銜接部；該主體部具有一介質常數；該銜接部連接該主體部周圍，該銜接部能與該基座銜接使得該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線的輻射方向的厚度等於對應該中心工作頻率在該介質常數的二分之一波長。同樣地，該天線罩具有相當低的穿透損耗，亦即無線電磁波信號穿透該天線罩的損耗可有效抑制，有助於盲點檢測效率。本發明能有效抑制無線電磁波信號的穿透損耗，有助於盲點檢測效率，並且本發明的天線罩能延長天線罩使用壽命以避免因長期使用引起材料缺陷而造成穿透損耗增加的問題。關於本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附附圖得到進一步的了解。
圖I為根據本發明的一較佳具體實施例的車用雷達裝置的示意圖。圖2為圖I中車用雷達裝置的部分分解示意圖。圖3為圖I中天線罩的剖面示意圖。圖4為具有圓形輪廓主體部的天線罩的俯視示意圖。圖5為具有六邊形輪廓主體部的天線罩的俯視示意圖。圖6為具有多邊形輪廓主體部的天線罩的俯視示意圖。圖7為車用雷達裝置設置於一汽車的位置示意圖。圖8為圖7中A部的車用雷達裝置與汽車的一保險杆(或鈑金件(sheet metal))的銜接剖面示意圖。圖9為圖7中A部的車用雷達裝置與汽車的一保險杆(或鈑金件)根據另一實施例的銜接剖面示意圖。主要組件符號說明I 車用雷達裝置2汽車12 基座14天線16、16a、16b、16c天線罩18、19 螺絲22 保險杆122螺孔162、162a、162b、162c 主體部164銜接部166 厚度222開口224 卡持結構1642通孔
具體實施例方式請參閱圖I及圖2，圖I為根據本發明的一較佳具體實施例的車用雷達裝置I的示意圖，圖2為車用雷達裝置I的部分分解示意圖。車用雷達裝置I包含一基座12、一天線14及一天線罩16。天線14設置於基座12上，天線14具有一中心工作頻率。天線罩16包含一主體部162及一銜接部164，主體部162具有一介質常數，銜接部164連接主體部162周圍，銜接部164能與基座12銜接使得主體部162遮蓋天線14，藉此達到保護天線14的目的。在本實施例中，銜接部164上形成多個通孔1642，基座12上對應通孔1642形成多個螺孔122，利用多個螺絲18穿過通孔1642並旋入螺孔122中以將銜接部164固定於基座12上。在實際操作中，銜接部164亦得以其他方式銜接於基座12上，例如黏貼、卡扣機構等，但本發明均不以此為限。請一併參閱圖3，其為天線罩16的剖面示意圖；其中另以虛線表示天線14相對天線罩16的設置位置。在本實施例中，天線14是一平板天線，其無線電磁波信號輻射方向以箭頭表示，主體部162沿天線14的福射方向的厚度166等於對應該中心工作頻率在該介質常數的二分之一波長，例如該中心工作頻率為24GHz，該介質常數為3. 8，則厚度166約為3. 3±0. 5mm，另一實施例的中心工作頻率為77GHz，該介質常數為3. 8，則厚度166約為1±0. 3mm，但本發明不以此為限。補充說明的是，由於本實施例中，天線呈板狀，故主體部162亦是一板狀結構；因此，當天線的輻射方向呈球面輻射時，主體部162亦將形成球殼結構，以使無線電磁波信號穿過主體部162的電性路徑長為二分之一波長。簡言之，主體部162的幾何結構將配合天線14的輻射場型設計，以使無線電磁波信號穿過主體部162的電性路徑長為二分之一波長，進而能有效抑制無線電磁波信號穿透損耗。另外，在本實施例中，主體部162具有一矩形輪廓，但本發明不以此為限。在實際操作中，主體部162可配合天線14輪廓，或是配合銜接部164與基座12間的銜接結構而有·不同的幾何輪廓。例如圖4所示具有圓形輪廓主體部162a的天線罩16a、圖5所示具有六邊形輪廓主體部162b的天線罩16b、圖6所示具有多邊形輪廓主體部162c的天線罩16c等等；其中，各天線罩的銜接部輪廓不以與主體部輪廓相似為必要，例如天線罩16c的銜接部輪廓即為圓形。請參閱圖7及圖8，圖7為車用雷達裝置I設置於一汽車2的位置示意圖，其中車用雷達裝置I以矩形陰影線表示；圖8為車用雷達裝置I整合至汽車2的一保險杆22 (或鈑金件)的剖面示意圖，其位置如圖7中圓圈A所示。如圖7所示，車用雷達裝置I設置於汽車2後方角落，故可有效檢測駕駛視野死角。為減少車用雷達裝置I的信號損耗，保險杆22 (或鈑金件)上形成一開口(window) 222及一卡持結構224，車用雷達裝置I自保險杆22 (或鈑金件)內側卡入卡持結構224中並使得主體部162露出於開口 222。藉此，自天線14發射的無線電磁波信號或天線14接收反射的無線電磁波信號均只需穿過主體部162，避免不必要的信號損耗。在實際操作中，露出的主體部162得與保險杆22(或鈑金件)的結構表面整合，以保持汽車2平順外觀。另外，前述雖以卡持結構224為例說明車用雷達裝置I與汽車2的銜接結構，但本發明不以此為限。例如，如圖9所示，另以螺絲19直接將車用雷達裝置I鎖固於保險杆22 (或鈑金件)上，亦能達到整合固定的效果。如前述實施例說明，車用雷達裝置I的主體部162是曝露的，且設置於相對接近地面的位置，因此主體部162極易受外界環境影響，例如雨水、地面汙水、碎石衝擊、陽光曝曬等。因此，在實際操作中，天線罩16採用一體成形，其材質可選用具有撓性的耐候性材料。例如主體部162可採用包含聚對苯二甲酸丁二醇酯及玻璃纖維的可撓性複合材料，其中玻璃纖維的重量百分比為10% 30%，該可撓性複合材料其餘為PBT ;藉由玻璃纖維的加入提升PBT成形後的結構強度，同時能避免成形後過度收縮而影響主體部162厚度的均勻性。另外，一般由於PBT結晶成形溫度較低，故當主體部162具有較大的厚寬比的板狀或殼狀結構，易造成不飽模的現象。因此，在實際操作中，一體成形的天線罩16可採用包含PBT、聚碳酸酯樹脂及玻璃纖維的可撓性複合材料，其中玻璃纖維的重量百分比為10% 30%,PC的重量百分比為30% 50%，該可撓性複合材料其餘為PBT。藉由PC的加入使得PBT的結晶度下降，配方溶液可在成形前均勻分配至天線罩16的各部位，形成飽模，並達到厚度均勻的效果。同時，PC亦能提升成形後天線罩16的耐衝擊性。補充說明的是，本發明用於天線罩16成形的溶液配方不以前述為限，原則上具有耐候性及可撓性並能提高強度的溶液配方均可用以形成本發明的天線罩。如前述說明，本發明控制車用雷達裝置的天線罩的厚度以使天線輻射的無線電磁波信號能以相當低的損耗穿透主體部，並且反射的無線電磁波信號穿透主體部的損耗亦能被有效抑制。此外，天線罩可採用具有撓性的耐候性材料以提升其機械性質及耐候性，進而增加對外部的物理或化學破壞的抵抗能力。另外，在實際操作中，天線罩亦能與應用於汽車的保險杆或鈑金件結構整合，使得主體部能曝露出來併兼顧汽車外觀，同時能避免自天線發射或接收的無線電磁波信號穿透其他物件而造成不必要的信號損耗。因此，相比於先前技術，本發明的天線罩及車用雷達裝置能有效抑制無線電磁波信號的穿透損耗，有助於盲點檢測效率；並且本發明的天線罩能延長天線罩使用壽命以避免因長期使用引起材料缺陷而造成穿透損耗增加的問題。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡是根據本發明權利要求書的範圍所作的等同變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種天線罩，該天線罩用於一車用雷達裝置，該車用雷達裝置包括一基座及設置於該基座上的一天線，該天線具有一中心工作頻率，該天線罩包括 一主體部,該主體部具有一介質常數；以及 一銜接部，該銜接部連接該主體部周圍，該銜接部能與該基座銜接使得該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線的輻射方向的厚度等於對應該中心工作頻率在該介質常數的二分之一波長。
2.如權利要求I所述的天線罩,其中該主體部由一可撓性複合材料製成。
3.如權利要求2所述的天線罩，其中該可撓性複合材料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯及玻璃纖維。
4.如權利要求3所述的天線罩，其中該玻璃纖維的重量百分比為10% 30%，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
5.如權利要求2所述的天線罩，其中該可撓性複合材料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯樹脂及玻璃纖維。
6.如權利要求5所述的天線罩，其中該玻璃纖維的重量百分比為10% 30%，該聚碳酸酯樹脂的重量百分比為30% 50%，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
7.如權利要求I所述的天線罩，其中該主體部具有一矩形輪廓、一圓形輪廓、一六邊形輪廓或一多邊形輪廓。
8.一種車用雷達裝置，該車用雷達裝置包括 一基座； 一天線，該天線設置於該基座上，該天線具有一中心工作頻率；以及 一天線罩，該天線罩包括 一主體部,該主體部具有一介質常數；以及 一銜接部，該銜接部連接該主體部周圍，該銜接部能與該基座銜接使得該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線的輻射方向的厚度等於對應該中心工作頻率在該介質常數的二分之一波長。
9.如權利要求8所述的車用雷達裝置，其中該主體部由一可撓性複合材料製成。
10.如權利要求9所述的車用雷達裝置，其中該可撓性複合材料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯及玻璃纖維。
11.如權利要求10所述的車用雷達裝置，其中該玻璃纖維的重量百分比為10% 30 %，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
12.如權利要求9所述的車用雷達裝置，其中該可撓性複合材料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯樹脂及玻璃纖維。
13.如權利要求12所述的車用雷達裝置，其中該玻璃纖維的重量百分比為10% 30%，該聚碳酸酯樹脂的重量百分比為30% 50%，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
14.如權利要求8所述的車用雷達裝置，其中該主體部具有一矩形輪廓、一圓形輪廓、一六邊形輪廓或一多邊形輪廓。
15.如權利要求8所述的車用雷達裝置，其中該天線是一平板天線，該主體部是一板狀結構。
16.如權利要求8所述的車用雷達裝置，其中該車用雷達裝置能藉由該銜接部或該基座銜接至一汽車的一保險杆或一鈑金件以使該主體部露出於該保險杆或該鈑金件的一開□。
全文摘要
本發明公開一種車用雷達裝置及其天線罩。該天線罩用於一車用雷達裝置，該車用雷達裝置包括一基座及設置於該基座上的一天線，該天線具有一中心工作頻率，該天線罩包括一主體部，該主體部具有一介質常數；以及一銜接部，該銜接部連接該主體部周圍，該銜接部能與該基座銜接使得該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線的輻射方向的厚度等於對應該中心工作頻率在該介質常數的二分之一波長。藉此，自該天線輻射的能量能大部分地穿透該主體部，避免信號過度衰減，解決公知技術中易因保護蓋引起信號強度不足的問題；進一步地，該主體部可選用可撓性、耐候性材質以增加其物理、化學性質，延長使用壽命。
文檔編號H01Q1/32GK102956969SQ20111025245
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者吳一正, 王義傑, 林超群, 許政雄, 陳毅山, 許達偉 申請人:啟碁科技股份有限公司