CN105182296A - 带有吸收体的雷达传感器以及用于装配吸收体的方法 - Google Patents

带有吸收体的雷达传感器以及用于装配吸收体的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于发射和/或接收波形电磁信号的雷达传感器(20)，所述雷达传感器带有至少一个壳体(21)并且带有至少一个吸收体(10)，其中，所述吸收体(10)设置在壳体(21)内部，吸收体(10)的表面具有突出的肋状区段(11、12)，所述突出的肋状区段彼此相邻地设置在吸收体(10)的表面上，所述吸收体(10)是注塑件。本发明还涉及一种与此有关的用于装配的方法。

Description

带有吸收体的雷达传感器以及用于装配吸收体的方法
技术领域
本发明涉及一种用于发射和/或接收波形电磁信号的雷达传感器，所述雷达传感器带有至少一个壳体并且带有至少一个吸收体，其中，该吸收体设置在壳体内部。本发明还涉及一种与此相关的用于装配这样的雷达传感器的方法。
背景技术
除了例如用于距离测量的本来的有用电磁信号以外，在雷达传感器中还产生干扰信号，如特别是高频干扰信号。这种干扰信号可能对有用信号的测量质量产生负面影响，由此可能出现错误的测量或至少含有误差的测量。在此，这种干扰信号绝大部分是高频波。为了减少该干扰信号的影响，通常设有内部的屏蔽措施。所述屏蔽措施吸收干扰信号或至少屏蔽测量装置和/或发送装置以免干扰信号的影响。
为此例如考虑主要导致干扰信号反射的金属屏蔽。因此，附加于金属屏蔽以外，还使用雷达吸收材料，所述雷达吸收材料在反射之前或之后接收干扰信号和优选完全吸收干扰信号。
在现有技术中已知雷达吸收元件，所述雷达吸收元件由专门的填充的弹性体泡沫或塑料泡沫形成。所述弹性体泡沫或塑料泡沫在市场上以固体形式作为自粘垫可购得，其根据相应的应用情况被剪裁并引入到雷达传感器中或者安装在雷达传感器上。
现有技术中的解决方案的缺点特别是，在此剪裁的泡沫垫的装配通常手动进行。泡沫垫还通常由标准化的材料制成，因此不可能或仅困难地能够在特殊场合中专门地适配吸收体特性和高度几何尺寸。此外，在剪裁泡沫垫时，特别是在切边棱角处产生可能从剪裁元件松脱的导电性小颗粒，而且不仅在生产期间而且在装配结束的雷达传感器中可能导致质量风险。此外，剪裁元件不能自动装配。
还已知橡胶状表面吸收体，其在成本较高的情况下起较窄带的作用并在剪裁自动化加工时显示出缺点。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种带有吸收体的雷达传感器，其中，该吸收体能够简单地制造，并优选能够以自动化的方法制造和装配。在此，该吸收体应该能特别容易地适配于雷达传感器。此外，本发明的任务在于提供一种用于将吸收体装配在雷达传感器中和/或其上的方法。
在带有吸收体的雷达传感器方面的任务通过带有权利要求1的特征的雷达传感器解决。
本发明的一个实施例涉及一种用于发射和/或接收波形电磁信号的雷达传感器，所述雷达传感器带有至少一个吸收体并且带有至少一个壳体，其中，所述吸收体设置在壳体内部，吸收体的表面具有结构化部、例如突出的肋状区段，所述结构化部彼此相邻地设置在吸收体的表面上，所述吸收体是注塑件。在此，该吸收体优选由具有吸收特性的材料制造。所述结构化部有利地还可以在其高度轮廓方面适配其他传感器组成部分。
作为注塑件制造的吸收体是特别有利的，因为所述吸收体可以由多种能个别组合的材料制造。在此，所述材料可以特别良好地与使用目的相协调。此外，吸收体借助于注塑方法产生是有利的，以便在尺寸方面产生与雷达传感器壳体准确适配的吸收体。特别是有利的是，该注塑件不再需要再加工，而且不必进行另外的裁切来匹配。此外，注塑能实现产生配合非常准确的且公差仅非常小的元件。因此，该吸收体作为注塑件能特别良好地适配于雷达传感器中的各容纳区域。
此外，吸收体作为注塑件还有如下优点，即，利用注塑方法不仅可以单个制造而且可以大批量制造。在此，特别是质量和配合精度是有利的，以便在雷达传感器中或其上达到尽可能优化的吸收结果。
所述吸收体优选由塑料制造。塑料件特别是可以轻易地制造，而且能够简单地进一步加工简单。塑料件特别是可以以简单的方式和方式在自动化的装配的范围内加工，由此可以通过自动化达到简化装配过程。为此目的，例如该可以通过自动化抓取装置从材料供给容器抓取吸收体。可选择性地，还可以作为散装物料通过分离装置向自动化的抓具提供。
所述雷达传感器优选具有发射单元和/或接收单元，所述发射单元和/或接收单元允许发射和/或接收雷达信号。此外，所述雷达传感器有壳体，所述壳体容纳发射单元和/或接收单元。此外，可以设有控制单元。
也有利的是，所述吸收体设置在雷达传感器内部。作为注塑件实施的吸收体在雷达传感器内部的布置结构是特别有利的，因为该吸收体具有高质量和特别是具有高的形状稳定性，从而不发生可能造成雷达传感器污染或损坏的材料部分脱落。
此外有利的可以是，所述雷达传感器具有通过至少部分地环绕的边缘区域限定的容纳区域，其中，吸收体能配合准确地嵌入到所述容纳区域中。
所述至少部分地环绕的边缘区域优选可以通过在表面上延伸的凸肩形成。在此，特别有利的是，使容纳区域和吸收体之间的间隙尽可能小。这优选可以通过作为注塑件的吸收体达到，因为利用注塑能达到特别小的公差窗口。吸收体和容纳区域之间的间隙越小，从吸收体旁边辐射的干扰信号就越小，并且因此雷达传感器的负面影响就越小。
符合目的的也可以是，所述突出的肋状区段在吸收体表面上构成波浪形图案，其中，在彼此相邻地设置的波峰和波谷之间的波高沿着所述图案是可变的。
波高、亦即突出的肋状区段在测量吸收体的厚度的延伸方向上的延伸尺寸可以在吸收体的板状延伸方向上改变。因此该吸收体特别是可以适配于相应预期的干扰信号，以便达到尽可能优化的结果。除了波高以外，特别是波峰和/或波谷相互间的距离可以改变，或波峰和/或波谷的宽度可以改变。按照该方式可以产生在每个位置都能实现优化地吸收干扰信号的吸收体。
此外特别有利的可以是，所述波浪形图案具有直线的彼此平行延伸的突出的肋状区段。为了达到用于吸收干扰信号的有利的肋状结构，这是特别有利的。
特别是有利的是，所述吸收体通过板形元件形成，其中，所述突出的肋状区段在沿着板形元件的面法线的方向上由所述板形元件凸出。为了达到高的吸收特性，这是特别有利的。通过肋状区段产生有利于吸收的结构。
在一种备选的构造形式中，所述吸收体还可以具有与板状延伸不同的形状，特别是具有三维结构。在此，所述吸收体优选可以适配于相应的容纳区域。通过复杂的三维结构，所述吸收体例如可以配合准确地铺设到多个相互弯曲地设置的壁部上。由此可以以较小吸收体完全装备壳体的较大区域。通过应用注塑方法，该吸收体特别有利地可以适配于壳体的相应要装备的几何形状，由此可以达到雷达传感器中的改善的吸收。
一个优选的实施例的特征在于，所述吸收体沿着板形延伸尺寸具有可变的厚度。
为了吸收体尽可能最佳地适配于雷达传感器中的容纳区域，这是特别有利的。此外，可以通过较大的或较小的厚度达到对吸收体的吸收特性的影响，由此可以达到吸收体的较准确地匹配。
此外符合目的的是，彼此相邻的突出的肋状区段构成鱼骨状图案。为了吸收尽可能大部分的干扰信号，鱼骨状图案是特别有利的。
所述突出的肋状区段的横截面优选可以具有三角形状。由此产生特别良好地适宜于吸收干扰信号的、横截面呈V形的波谷，因为穿入到该波谷中的高频波在彼此面对的两个相邻的波峰之间被来回投射并因此较强地被吸收。在一种备选的构造形式中，波谷和/或波峰还可以具有矩形或圆形横截面。
也应优选的是，所述吸收体和/或容纳区域具有间隔元件，其中，所述吸收体相对于容纳区域能够通过所述间隔元件沿着嵌入方向和/或沿垂直于嵌入方向的方向来定位。
为了达到吸收体在容纳区域中的准确定位，间隔元件是特别有利的。这特别是在自动化的装配方法方面是有利的。通过该间隔元件还保证粘接材料在吸收体上的不变的层厚度，由此可以达到较高的连接质量。
也有利的是，所述吸收体构成为用于吸收高频波，其中，所述高频波具有10GHz或更高的频率。有利地，所述吸收体适用于在发射的雷达信号的频率范围内吸收干扰信号。该雷达信号通常具有在24GHz或77GHz的范围内的频率。按照所使用的雷达信号，所述吸收体还可以专门适配于一个或者多个频率范围。这可以通过适当的材料选择和/或通过几何形状的匹配进行。在此，特别是适配突出的肋状区段。
在用于在雷达传感器中装配吸收体的方法方面的任务通过带有权利要求10的特征的方法解决。
本发明的一个实施例涉及一种用于在雷达传感器中装配吸收体的方法，其中，将粘接材料定量加入(aufdosieren)到吸收体上，并且接着将吸收体自动化地放置在雷达传感器的容纳区域中，其中，在吸收体上和/或在容纳区域上的间隔元件产生吸收体相对于容纳区域的定位，并且比外定量加入的粘接材料产生恒定的层厚度。优选地，可以将粘接材料定量加入到雷达传感器的容纳区域中，并且接着将吸收体嵌入。
为了能实现尽可能成本有利且迅速的装配，一种用于自动定量加入粘接材料和自动装配吸收体的方法是特别有利的。通过自动化方法还可以改善装配质量，因为特别是可以改善吸收体的定位，由此可以减少从吸收体旁边辐射干扰信号。为了定量加入粘接材料优选使用单轴配料单元。
粘接材料的硬化可以特别优选地在接着的雷达传感器的最终装配期间进行，由此进一步改善装配过程。
本发明有利的进一步扩展方案在从属权利要求中和在后续的对附图的说明中描述。
附图说明
参照附图对本发明作更详细的阐述。图中：
图1是作为在现有技术中已知的雷达传感器壳体的视图，其中，在壳体上设置自粘的吸收体，其中，该吸收体由作为垫存在的标准材料剪裁出；
图2是三个不同的吸收体的视图，其中，所述吸收体构成为注塑件并且在表面上具有肋状结构，其中，在左边区域中示出一个带有直线的突出的肋状区段的吸收体，所述肋状区段彼此平行地设置，并在中间示出一个带有突出肋状区段的吸收体，所述肋状区域构成鱼骨状图案，而在右边区域中示出一个附加地具有厚度不同的区域的吸收体；
图3是雷达传感器壳体的视图，其中，构成有由一个环绕的边缘限定的容纳区域；
图4是根据图3的壳体的另一个视图，其中，按照图2的吸收体嵌入到容纳区域中；以及
图5是具有根据图4的所嵌入的吸收体的壳体的剖视图，其中，所述吸收体通过至少一个间隔元件与壳体间隔开。
具体实施方式
图1示出在现有技术中使用的雷达传感器1的视图。除了未示出的传感器单元以外，该雷达传感器1有向外封闭雷达传感器1的壳体2。
此外，壳体2具有多个容纳区域5，各个吸收体3、4可以分别嵌入到所述容纳区域中。在左边的两个容纳区域5中分别嵌入有吸收体3、4，所述吸收体优选由自粘的泡沫垫形成。在此，所示的吸收体3、4通常由标准材料所制成的垫元件手动切割出。在此，在现有技术的解决方案中，所述吸收体3、4是自粘的并可以嵌入到相应的容纳区域中。
容纳区域5分别通过边缘6沿垂直于嵌入方向的方向来限定。在此，吸收体3、4通常配合准确地适配于容纳区域5的轮廓。图1中所示的雷达传感器1相当于在现有技术中常见的雷达传感器结构。在此，吸收体3、4设置在雷达传感器1的外表面上。
在备选的已知的实施方式中，还可以使用吸收薄膜来代替由泡沫制成的吸收体，所述吸收薄膜是自粘的并粘接在雷达传感器的壳体上。
图2示出各一个吸收体10的三个并列设置的视图。在此，吸收体10实施为注塑件并且相应地在制造时已经适配于其最终的几何造型。也就是说，不仅吸收体10的外部轮廓而且表面结构也和吸收体10的厚度包括可能的高度轮廓10在内地已经在制造方法中被预定。
这三个并排设置的吸收体10分别通过板状元件形成，所述板状元件在一个平面内具有两个主伸展方向。吸收体10的第三延伸方向形成如下厚度，所述厚度比所述其他两个主伸展方向小。吸收体10具有多个直线的外棱边和多个弧形切口。在此，吸收体10的外部轮廓特别是适配于雷达传感器的在其中嵌入吸收体10的相应容纳区域的几何形状。
左边的吸收体10具有多个突出的肋状区段11，所述突出的肋状区段构成直线的彼此平行地设置的结构。按照这样的方式，在吸收体10表面上产生肋状结构，所述肋状结构特别是在其各个突出区段11彼此的间隔、突出区段11的高度以及突出区段11的宽度方面专门适配于要吸收的以波的形式存在的干扰信号。
通过制造过程的简单转换，所述吸收体可以这样以小的耗费适配于不同的干扰信号并且还适配于在雷达传感器内部的不同容纳区域。在图2中所示的吸收体10特别是设置用于嵌入在雷达传感器壳体内部，以便特别是在传感器单元范围内吸收干扰信号。
中间的吸收体10具有与左边示出的吸收体10不同的突出的肋状区段12，所述突出的肋状区段沿着吸收体10表面构成肋状的鱼骨状图案。在此，各个突出的肋状区段12同样彼此平行相邻地设置在表面上，由此在吸收体10表面上产生波浪结构。如也在吸收体10的左边实施例中，突出的肋状区段12的高度、厚度和距离可以彼此改变，以便有针对性地吸收专门的干扰信号频率。
在图2的右边部分中示出吸收体10的另一个图示。所述吸收体在其表面上同样有突出的肋状区段12，所述突出的肋状区段与在中间区域中的吸收体10一样构成鱼骨状图案。附加地，所述吸收体10在右上端部区域上具有厚度较小的区域13。
图2的右边部分示出带有吸收体10的专门适配的几何形状的实施例。在此，厚度较小的区域13通过尖棱的凸肩状的走向与吸收体10的其余区域分开。在备选的实施方式中，还可以设置连续的厚度增大和厚度减小。同样可以沿着吸收体的表面设置均匀的肋条结构的交替。于是，例如也可以设置其他形状的肋状结构、例如以圆形的布置结构或以波浪形的布置结构来设置。
图2的吸收体10特别是在各个吸收体10的外部轮廓方面形成一个示例性的实施方案并且此外不局限于吸收体10的该几何造型。
图3示出带有壳体21的雷达传感器20的视图。壳体21具有多个容纳区域22，吸收体可以分别嵌入到所述容纳区域中，如所述吸收体在前面的附图中所描述的那样。示例性地，右下的容纳区域22具有一个间隔元件23，所述间隔元件用于将吸收体与容纳区域22的平坦的底部区域间隔开。在此，间隔元件23特别是有助于在壳体21和吸收体之间在结束装配的状态下保持一个确定的距离，由此特别是使为了装配目的而涂覆到吸收体背面上的粘接层获得一个确定的厚度。
容纳区域22在垂直于嵌入方向的方向上通过环形的边缘24限定。优选地，该吸收体以仅非常小的公差配合准确地适配于容纳区域22的几何造型。特别是应该避免在吸收体和边缘24之间出现值得重视的空隙，这整体上将会使吸收特性恶化。
正如在图3可以看出的那样，容纳区域22具有例如用于设置在壳体21上的螺纹的切口的专门的外部轮廓，由此该吸收体特别是必须具有同样适配的外部轮廓，以便可以配合准确地嵌入到容纳区域中。
图4示出雷达传感器20的壳体21的视图，其中，吸收体25嵌入到容纳区域22中。在此，吸收体25基本上相当于图2中所示的吸收体10。由于吸收体25配合准确的几何造型，所述吸收体可以与边缘24齐平地嵌入到容纳区域21中。
图5在右边区域中示出具有嵌入的吸收体25的壳体21的视图。在左边区域中示出吸收体25和壳体21的剖视图。在左下区域中(在其中容纳区域22的底部区域过渡到边缘区域24中)，在图5中设有间隔元件27，所述间隔元件产生吸收体25与壳体21的间隔。间隔元件27如图3中所示的间隔元件23一样用于在吸收体25和壳体21之间产生一个确定的距离。这特别是用于使在嵌入之前涂覆在吸收体背面上的粘接层获得一个确定的厚度并且这样达到尽可能积极的粘接结果。
在吸收体25和边缘区域24之间的缝隙优选尽可能小，以便防止干扰。为此特别是吸收体25作为注塑件的制造是有利的，因为以注塑方法能达到非常精确的构型和小的公差。此外，特别是以注塑方法可以使用多种不同的材料。这特别是允许吸收体25适配于相应专门需要的吸收特性。
图2至5中所示的实施例特别是在材料选择、几何构型以及各个元件的彼此间的布置结构方面仅是示例性的。而这些实施例没有局限性的性质。
附图标记列表
01雷达传感器
02壳体
03由泡沫制成的吸收体
04由泡沫制成的吸收体
05容纳区域
06边缘
10作为注塑件的吸收体
11突出的区段/肋状区段
12突出的区段/肋状区段
13厚度较小的区域
20雷达传感器
21壳体
22容纳区域
23间隔元件
24边缘区域
25作为注塑件的吸收体
26突出的区段/肋状区段
27间隔元件

Claims (11)

1.用于发射和/或接收波形电磁信号的雷达传感器(20)，所述雷达传感器带有至少一个壳体(21)并且带有至少一个吸收体(10)，其中，所述吸收体(10)设置在壳体(21)内部，吸收体(10)的表面具有突出的肋状区段(11、12)，所述突出的肋状区段彼此相邻地设置在吸收体(10)的表面上，所述吸收体(10)是注塑件。
2.按照权利要求1所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述雷达传感器(20)具有容纳区域(22)，所述容纳区域通过至少部分地环绕的边缘区域(24)限定，其中，所述吸收体(10)能配合准确地嵌入到容纳区域(22)中。
3.按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述突出的肋状区段(11、12)在吸收体(10)的表面上构成波浪形图案，其中，在彼此相邻地设置的波峰和波谷之间的波高沿着所述图案是可变的。
4.按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述波浪形图案具有直线的彼此平行延伸的突出的肋状区段(11)。
5.按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述吸收体(10)由板形元件形成，其中，所述突出的肋状区段(11、12)在沿着板形元件上的表面法线的方向上由所述板形元件凸出。
6.按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述吸收体(10)沿着板形延伸尺寸具有可变的厚度。
7.按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述彼此相邻的突出的肋状区段(12)构成鱼骨状图案。
8.按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述吸收体(10)和/或容纳区域(22)具有间隔元件(23、27)，其中，所述吸收体(10)相对于容纳区域(22)能通过间隔元件(23、27)沿着嵌入方向和/或沿垂直于嵌入方向的方向来定位。
9.按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)，其特征在于，所述吸收体(10)构成为用于吸收高频波，其中，所述高频波具有10GHz或更高的频率。
10.用于在按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)中装配吸收体(10)的方法，其特征在于，将粘接材料定量加入到吸收体(10)上，并且接着将吸收体(10)自动化地放置在雷达传感器(20)的容纳区域(22)中，其中，在吸收体(10)上和/或在容纳区域(22)上的间隔元件(23、27)产生吸收体(10)相对于容纳区域(22)的定位，并且此外定量加入的粘接材料产生恒定的层厚度。
11.用于在按照上述权利要求之一项所述的雷达传感器(20)中装配吸收体(10)的方法，其特征在于，将粘接材料定量加入到雷达传感器(20)的容纳区域(22)中，并且接着将吸收体(10)嵌入。
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