CN106560953A - 柔性顺应型天线阵列贴件 - Google Patents

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H·J·宋
P·璿宇
H·沙利菲
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A·贝卡彦
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Abstract

描述了一种将辐射元件联接至一种结构的系统和方法。所述系统包括：包括面罩的结构、顺应地设置在面罩后面的天线贴件以及介于天线贴件与面罩之间的粘附层。

Description

柔性顺应型天线阵列贴件
技术领域
本发明涉及一种柔性顺应型天线阵列贴件。
背景技术
在一些雷达应用中，常规的雷达天线所占的空间会产生一些问题。现在的天线都装配在非柔性、非透明具有分离的表面贴装元件的印刷电路板上。这些雷达传感器需要大的固定支架，而且要占用汽车面罩后的空间(比如说，保险杠)。例如，在汽车应用中，高角分辨率对主动安全性能和雷达传感器的其他应用是至关重要的。然而，高角分辨率需要一个具有物理口径大和传感器数量多的大传感器阵列。因此，需要提供一个柔性顺应型天线贴件既能提供所需口径同时又能顺应空间限制。
发明内容
根据本发明的示例性实施例，系统包含：一种包括面罩的结构；被配置为顺应地设置在所述面罩后面的天线贴件；和介于所述天线贴件与所述面罩之间的粘附层。
根据本发明的另一示例性实施例，联接多个辐射元件到结构上的方法包括：制作一种天线贴件、在该天线贴件的第一侧形成粘附层、以及布置所述天线贴件，其所述第一侧最接近所述结构的面罩内表面。
本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势在结合附图与下述本发明的具体描述时显而易见。
附图说明
其他特征、优势和细节仅仅以示例的方式，通过以下实施例的详细描述显现。具体参看附图：
图1示出根据示例性实施例安装在一个曲面上的天线贴件；
图2示出根据另一示例性实施例安装在一个平面上的天线贴件；
图3示出根据本发明的示例性实施例的天线贴件；
图4描述了根据示例性实施例的包括天线贴件的系统；以及
图5描述了根据另一示例性实施例的包括天线贴件的系统；
具体实施方式
以下的描述在性质上仅是示例性的，不旨在限制本发明、其应用或者使用。应该认识到，在整个附图中，相应的附图标号表示相似或相应的部件和特征。
文中公开的实施方式涉及能克服上述空间和安装限制问题的贴件天线。根据示范性实施例所述贴件可以直接顺应平面和曲面。为说明发明目的，车辆(例如汽车)将会作为使用柔性顺应型天线阵列贴件的示例性构件或结构来讨论，本文的讨论也适用于其他车辆(例如农用车辆，施工车辆)以及非车辆部件(例如消费者电子设备，家电，其他运输系统，专业化生产系统)。
根据本发明的示例性实施例，图1示出了安装到曲面120上的天线贴件110。此处所讨论的另一些实施例表明一个或多个天线贴件110可以安装到或粘附到任何面罩125上。示例性顺应型天线贴件110包括无源雷达组件(例如传输线，功率分离器/包括Wilkinson功率合成器的合成器，辐射元件)。本文的具体实施例不强调有源组件(增益，放大器，移相器)。这个示例性实施例涉及汽车应用，例如在图1中的曲面120为窗玻璃。在示例汽车应用中的示例玻璃曲面120包括挡风玻璃或前灯组件。其他示例曲面120包括门板、机罩、前保险杆面罩、后保险杆面罩、防护件或行李箱。
在其他应用中，柔性天线阵列320(图3)与电子装置集成(在一起被称为天线贴件110)可被安装到不同的曲面120上。粘附层130可被用来把天线贴件110粘附到曲面120上(如箭头所示)。基底隔离层150可以将天线贴件110从接地平面140隔开。接地平面140可以是铝、喷雾银纳米线薄膜或任何其他导电表面。天线贴件110可以在诸如聚酰亚胺基底的基底330(图3)上形成，该基底柔韧并具有良好的高频特性(例如低的介电损耗正切)。聚酰亚胺材料可经受大的温度和湿度变化，这可使该材料适合诸如本示例汽车应用的应用。在可选实施例中，天线贴件110的基底330可以是液晶聚合物(LCP)、聚对二甲苯-C、聚对二甲苯-N、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸。
射频(RF)连接器160可用于把天线贴件110连接至电子硬件170，该电子硬件170可以放置在远离曲面120(面罩125)的较远位置。例如在汽车应用的具体示例中，RF能量可以集中在大约24GHZ或77GHz。例如RF能量可以是76到81GHz。在其他使用天线贴件110的应用中，可以设定不同的RF频率目标。目标频率将影响金属层310(图3)的数量，该金属层构图成柔性天线贴件110的天线辐射结构。除了顺应性外，天线贴件110还可基于设计的制造工艺以降低重量及成本。例如通过对天线贴件110使用聚酰亚胺使高容积卷装进出制造变得方便。可以缩短安装时间，并且相对于刚性电子设备，机械存活能力也被提高。
根据本发明的另一示例性实施例，图2示出安装在平面(尽管最终将之安装到曲面面罩125上)上的天线贴件110。天线贴件110粘附的面罩125或其他表面在可选实施例中可以是平面，在图2中示出的实施例中表面是曲面120，在图1中示出的实施例中也是曲面。根据本发明的实施例，通过使用泡沫隔离件220作为曲面120(任意2维曲率)与天线贴件110之间的界面或贴图，形成用于天线贴件110的粘附的平面(一维圆柱面曲率)。具体地，如图2所示，使用粘附层130把天线贴件110粘附到泡沫隔离件220的侧面。天线贴件110包裹在泡沫隔离件220的一维圆柱面曲率的周围。例如，泡沫隔离件220可以为聚甲基丙烯酸酰亚胺泡沫材料。泡沫隔离件220的反面的形状顺应曲面120的形状。天线贴件110也可通过第二粘附层135粘附到形成在接地平面140上的第二泡沫隔离件210。隔离件150(图1)、210、220可以是相同的材料，或者也可以是用作隔离件的不同的材料。为了利于天线贴件110的平面安装使用泡沫隔离件220可以使天线贴件110中使用的卷装进出处理的聚酰亚胺片的安装变得容易。
图3示出根据本发明的示例性实施例的天线贴件110。如上所述，目标频率将影响金属层310的数量，这些金属层构图成柔性天线贴件110的天线辐射元件320。例如，这些金属层310可由铜、金、镍金或其他金属组成。无源组合电路可以在一个金属层上形成，并且天线辐射元件320可以在天线贴件110内的另一层上形成。除了辐射元件320之外，无源元件还包括传输线340和功率分离器/合成器350。辐射元件320在图3的示例性实施例中是贴片天线阵列。具体地说示出了1x8贴片天线阵列贴件110。
图4示出了根据另一示例性实施例的包括天线贴件110的系统400。图3所示的示例性系统400是汽车，天线贴件110设置在挡风玻璃410(面罩125)的后面。图5示出了根据另一示例性实施例的包括天线贴件110的系统500。示例性系统500是汽车，四个天线贴件110设置在保险杠510(面罩125)的后面。在可选实施例中，天线贴件110可以设置(粘附)在任何面罩125的后面(如前灯组件、保险杆、防护件、机罩)用于保护天线贴件110不受周围环境损坏。例如特定的面罩125可以根据优选式样来选择。
虽然已结合代表性实施例对本发明作出描述，但是所属技术领域的技术人员将理解的是，在不离开本发明范围的条件下可以有各种变型且可以有替代其中元件的等同物。此外，可以在不脱离本发明的基本范围的情况下以适应具体的情况或者材料做出多种改型。因此，本发明不受所公开的具体实施例的限制，但是本发明将包括所有落入本发明保护范围的实施例。

Claims (10)

1.一种系统，其包括：
结构，其包括面罩；
天线贴件，其被配置为顺应地设置在所述面罩后面；以及
粘附层，其介于所述天线贴件与所述面罩之间。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述结构是汽车。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述面罩是所述汽车的挡风板、防护板或缓冲器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述天线贴件包括基板和图案化在所述基板上进入天线辐射元件中的金属层。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述基板包括聚酰亚胺。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述基板包括液晶聚合物(LCP)、聚对二甲苯-C、聚对二甲苯-N、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯。
7.根据权利要求4所述的系统，其中所述金属层包括金、铜或镍-金。
8.根据权利要求4所述的系统，其中所述金属层的数量基于所述天线贴件的操作频率。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述操作频率介于22千兆赫与29千兆赫之间。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述操作频率介于76千兆赫与81千兆赫之间。
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