CN112086725A - 背光照明的雷达罩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其包括以下元件：‑由对于雷达波(4)和光都透明的材料形成的主体(200)；‑光源(300)；‑由对于所述雷达波(4)透明的材料形成的光反射器(400)；和‑布置在由透明材料制成的主体(200)内部或表面处的导电加热道(12)。这些元件布置为使得所述光源(300)所发射的光束(500)被所述光反射器(400)反射向由透明材料制成的所述主体(200)。

Description

背光照明的雷达罩
技术领域
本发明涉及配备有雷达的机动车辆的领域，更具体地说，涉及用用于遮挡和保护这样的雷达的设备(也称作“雷达罩”)的领域。
根据本发明的设备尤其应用于布置在车辆的前或后保险杠中的雷达，例如ACC类型的雷达。
背景技术
尤其是出于安全原因，已知给机动车辆配备例如ACC(按英文表达为“AdaptiveCruise Control”即自适应巡航控制)类型的雷达。这样的雷达尤其用于根据道路上的交通和/或障碍物来调节车辆的速度。雷达检测承载它的车辆前方的物体的速度和距离，尤其是维持车辆之间的安全距离。
ACC雷达安装在车辆的前部或后部面处，一般在格栅(可以是冷却格栅)的杠之间，但也位于如挡泥板的其它车身零件上，例如用于检测骑自行车的人。
为了出于美观原因而隐藏这些雷达和/或保护它们免受外部侵扰(雨、冰、霜、污泥、昆虫、树叶等)，已知使用雷达罩，即包括布置在雷达前方的塑料遮挡件的保护设备或零件。
这样的塑料遮挡件让雷达波以尽可能低的衰减通过，以免干扰雷达本身的运作。
由本申请人的申请FR3070547已知一种被装饰的雷达罩，其由对于光不透明但对于雷达波透明的支撑件和对于雷达波和光透明的主体组成，在支撑件与主体之间布置有漫射光导。该雷达罩允许背光照明存在于光导与透明主体之间的对于雷达波透明的徽标，其缺陷在于要求在雷达的发射锥(也称作雷达的检测域)中存在光导。因此该光导可能会干扰雷达的运作。
为了弥补该缺陷，已经在本申请人的法国申请号19 04493中提出一种配备有光反射器的雷达罩，其设置为使得由雷达罩的光源发出的光束向雷达罩的主体反射，该主体对于光和雷达波是透明的。
然而，在低于10摄氏度的温度情况下，雷达罩的正常运作可能会由于存在的冰、雪或霜层而发生失常，这是因为车辆的运动对于温度具有负面效果。因此即使在温度高于零度时也可观察到霜的沉积。而霜层会干扰电磁波的正常通过，并可以导致对外部物理参数的测量误差。
霜沉积不仅会使得辅助系统无用而且还可能会生成错误警报，为了避免霜沉积，在雷达罩上设置除霜系统。
传统上这样的除霜系统由加热道形成，该加热道由能够通过焦耳效应将电能转换成热能的导线构成，加热道在其每个端部处关联到两个连接板，以给其供给电流，该整体布置在用于车身零件的元件上，并位于传感器附近。由此放出的热能允许在形成霜层的情况下对零件进行局部除霜。为了避免干扰电磁波通过，加热道必须按照特定的几何构造来布置(在下文中称为“蛇形”布置)。为了说明清晰，如下地定义“蛇形”布置的加热道：蛇形加热道遵循牛耕式(法语boustrophédon)路线，即描绘在两个段之间具有180度转弯的平行段，这些平行段交替地向一个方向、然后向与该方向相反的另一方向取向，两个平行段之间的距离是恒定的。
引申地，蛇形布置的道指的是构造为允许雷达的一定频率范围内的电磁波通过的道。
实际上，加热道的布置的准确性对于避免它妨碍电磁波通过是非常重要的，尤其是必须非常精确地保证加热道的不同段之间的平行性和这些加热道之间的间隔。每个电磁波频率会对应于一种加热道布置的最优构造，以使得该加热道对于该电磁波的通过是透明的。
发明内容
本发明的目的尤其在于提供一种装饰有背光照明的雷达罩，但允许雷达优化地运作，即使是在可能会在雷达罩上形成冰、雪或霜层的温度条件下，尤其是在低于10摄氏度的温度下。
为了该效果，本发明的主题在于一种机动车辆雷达保护设备，其包括以下元件：
-由对于雷达波和光都透明的材料形成的主体；
-光源；
-由对于雷达波透明的材料形成的光反射器；和
-布置在由透明材料制成的主体内部或表面处的导电加热道，
这些元件布置为使得光源所发射的光束被光反射器反射向由透明材料制成的主体。
介质的吸收度是衡量该介质吸收穿过它的电磁波的能力。介质的透射率(或透射比)定义为与吸收度相对。它因此是穿过介质的通量的比例。对于可见光，说的就是透明性。由此，当一部分可见光穿过材料时，材料对于光是透明的。
在本发明的意义上，“对于雷达波透明”指的是让雷达波通过的材料。对于雷达透明的材料的厚度取决于该材料的介电特征(介电常数和损耗因数)和雷达的运作频率。
非穷举地，对于光和雷达波透明的材料可以选自热塑性或热固性材料，例如聚碳酸酯，聚酰胺，聚丙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，共聚酯，丙烯腈丁二烯苯乙烯，丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯，苯乙烯丙烯腈，丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯和聚碳酸酯的混合物，聚碳酸酯与聚对苯二甲酸乙二酯，环氧树脂，聚氨酯。
由此，该解决方案允许提供在装饰方面具有优点的背光照明的装饰雷达罩，这是因为它防止在徽标图像中形成阴影。此外，得益于该雷达罩的背光照明系统，光源没有布置在雷达罩的发射锥中，因而保证了雷达罩的正常运作。最后，在低于10摄氏度的温度下、因此即使是在可能会在雷达罩上形成冰、雪或霜层的温度条件下，该雷达罩也与雷达的运作兼容。
由此，根据本发明的雷达罩还能够装配到根据国际汽车制造商协会(OICA)分类属于4级和5级的车辆。这分别是：对于4级，能够在某些条件下无驾驶员地行驶的车辆；对于5级，能够在所有条件下无驾驶员地行驶的车辆。实际上，在这些车辆中，雷达罩的除霜功能是必需的。
所述雷达保护设备可以单独或组合地采用如下其它可选特征：
-加热道包括连接部分和构造为允许雷达的频率范围内的电磁波通过的加热部分。
-加热部分是蛇形部分。
-在光反射器与透明主体之间设置空气腔。空气腔允许对加热元件的热隔离。由此，对于相同的加热时间，能够在更长时间内保持高温。由此提高除霜的有效性。此外，空气腔能够使得雷达波更好地传输，因而是有利的。优选地，腔的厚度为雷达波波长的二分之一到雷达波波长的十二倍，即大约2mm到48mm。本发明的发明人已经证明，对于包括在上述区间中的空气腔的厚度，雷达波的传输更强。
-所述设备另外还包括对于雷达波透明的装饰覆层或表面纹理。
-在由透明材料制成的主体的位于保护设备内部的面上涂有或激光蚀刻有装饰覆层。
-由透明材料制成的主体包括至少两个层。由此，由于存在装饰而导致的主体厚度差异可以通过主体另一层上的相反厚度差异来补偿，两个厚度差异布置为相互面对。这允许维持主体厚度恒定，并由此保持对于雷达波的良好透明性。在这样的布置中，装饰可以位于两个层之间的界面处，或主体的在保护设备内部的面上。导电加热道可以布置在由透明材料制成的主体的两个层之间的界面处，或主体的位于保护设备内部的面上，或在主体的位于保护设备外部的面上。
-光反射器是可拆卸插件。由此，它可以根据雷达罩的照明需求来添置。而且，使用插件可以满足图标的多样性。插件可由此根据图标尺寸、待照明区域、和/或雷达锥的尺寸来设置尺寸。
-光反射器在位于保护设备内侧的面上覆盖有金属，例如铟、金或锡或其它任何能够以“镀铬外观”呈现且其小厚度允许对于雷达波透明的金属，该金属优选地通过气相沉积(“Physical Vapour Deposition”，PVD)技术沉积。使用该技术和这些金属能够给雷达罩提供金属化外观，尽管金属元素一般干扰雷达波的传输。
-光源位于雷达的发射锥之外。由此，光源不会干扰雷达的运作。
-加热道包括位于雷达的发射锥之外的连接部分。由此，连接部分不会干扰雷达的运作。
-由透明材料制成的主体包括对于光不透明的区域。光源和连接部分可由此隐藏在由透明材料制成的主体的不透明区域后方。替代地，如果由透明材料制成的主体是车辆格栅，连接部分可以有利地藏在其技术区域中。
-加热道包括蛇形部分，其在由透明材料制成的主体与雷达的发射锥之间的交界表面上延伸。这可以对雷达的位于发射锥中的部分进行均匀和完整的除霜。
-加热道的蛇形部分是良好的导热体。可以根据待除霜的区域的面积、待加热的塑料厚度来选择金属性质、导线直径和电路长度。所使用的导线可以是基于铜、银、钨或任何包括它们的合金。例如对于CuAg合金或单纯Cu，导线的线电阻可以是0.15至15Ω.m-1。纯铜的导热率：350-380W.m-1.K-1。对于纯银线，导热率是406至430W.m-1.K-1。特性对于所选择的合金是专有的。
-加热道的加热部分对于雷达波是透明的。加热部分本身对于雷达波不是透明的。使得它对于雷达波通过“不可见”的是加热部分的厚度、其通过频率和直线性。
-加热道是可见的，但小厚度不改变光呈现。
-加热道的蛇形部分包括直径小于300μm、优选地小于100μm的金属线。
-金属线通过超声波沉积在与由透明材料的主体材料化学兼容的膜上。
-金属线通过3D沉积施加在由透明材料制成的主体上。
-加热道的加热部分可以由导电油墨构成，其沉积为宽度小的直线且其频率与雷达运作的频率相关。该基于油墨的加热系统因此不具有像金属线的蛇形设计，这是因为每条道两侧分别连接到母线。
-加热道的加热部分包括金属纳米芯(法语nanomèche)，其优选地由铜、银或任何其它允许良好导热并且对于波的透明性的金属制成。纳米芯两侧分别连接到母线，因此像导电油墨一样，不具有蛇形设计。
-加热道的加热部分包括碳纳米管。纳米管两侧分别连接到母线条，因此像导电油墨一样，不具有蛇形设计。
-反射器通过任何合适方式(例如通过胶合、激光焊接或型铆铆合)组装在由透明材料制成的主体上，并位于主体与雷达之间。优选地，该组装对于光和湿度密封。
-光源固定在反射器上。
-光源是本领域技术人员选自适于照明机动车辆外部零件的常规光源。
-光源包括发光二极管。
-光源位于由反射器的反光壁构成的抛物面的焦点处。由此，获得均匀的镜面效果。
本发明的主题还在于一种雷达和雷达保护设备的组合，该雷达保护设备具有上述设备特征。
附图说明
阅读以下仅作为例子提供的参照附图做出的说明，将更好地理解本发明，在附图中：
图1是现有技术的雷达保护设备相对于雷达的位置关系的示意图；
图2是根据本发明的一个实施方式的雷达保护设备的俯视图；
图3是示出位于根据本发明的一个实施方式的雷达保护设备上的加热道的立体示意图。
具体实施方式
如图1所示，根据现有技术的保护设备1(即雷达罩)用于布置在雷达2前方。雷达罩1包括至少一个能够被雷达2的波4穿过的透射区域3。透射区域3由对于雷达波透明的材料形成。雷达罩1能够固定在机动车辆保险杠上，位于雷达前方。
图2示出根据本发明的一个实施方式的雷达罩1。机动车辆雷达2的保护设备1包括由对于雷达波4和光都透明的材料形成的主体200、两个光源300，和由对于雷达波4透明的材料形成的光反射器400。这些元件布置为使得光源300所发射的光束500被光反射器400反射向由透明材料制成的主体200。由透明材料制成的主体200包括两个层210、220。设备1还包括导电加热道12，其位于由透明材料制成的主体200的表面处。更具体地说，加热道布置在主体的位于保护设备外侧的面上，该面是主体200的外层210的面。加热道也可布置在由透明材料制成的主体200内部，即主体200的层210和220之间的界面处，或主体的位于保护设备内侧的面(即主体200的内层220的面)上。
参照图3，可见布置并固定在主体200的面上的加热道12。该加热道12包括连接部分18c和用于除霜的加热部分18s(在此呈蛇形)。加热道12的用于除霜的蛇形部分18s根据与电磁波穿过主体200通过兼容的设置来布置。在所述例子中，加热道12的用于除霜的蛇形部分18s遵循牛耕式路线。加热道的蛇形部分是良好的导热体并且对于雷达波和光是透明的。在该例子中，它包括直径小于100μm的金属线。金属线通过超声波沉积在膜上，该膜与由透明材料制成的主体的材料化学兼容。该膜本身在包覆模制时沉积在由透明材料制成的主体上。金属线也可通过3D沉积而位于由透明材料制成的主体上。加热部分也可基于导电油墨、金属(铜、银或任何其它允许良好导热和对于波透明的金属)纳米芯、或碳纳米管。在该情况下，该设计不是蛇形的，而是由位于该加热区域两侧的两个母线条供给的导通加热系统。这些系统的设计还允许对于雷达的频率是透明的。
在该实施方式中，在光反射器400与透明主体200之间设置有空气腔20。
反射器400通过任何合适方式(例如胶合、激光焊接或型铆铆合)组装在由透明材料制成的主体200上，位于主体200与雷达2之间。该组装对于光是密封的。光源300固定在反射器400上。
反射器400具有渐宽的U形。该形状仅是示意性的而非限制性的。在另一实施方式(未示出)中，反射器可以具有曲线形状，形成光源300位于其焦点处的抛物面。反射器400在位于保护设备1内侧的面上覆盖有通过气相沉积(PVD)技术沉积的铟。反射器400是可拆卸插件。
光源300包含发光二极管(LED)并位于雷达的发射锥600之外。由此，它们不干扰雷达的运作。也可以考虑使用对于雷达波透明的光源，例如有机发光二极管(OLED)。
布置在由透明材料制成的主体200表面处的导电加热道12的蛇形部分18s在由透明材料制成的主体200与雷达2的发射锥600之间的交界表面上延伸。导电加热道12的连接部分位于雷达2的发射锥600之外。
在透明主体200的层220上，在主体位于保护设备1内侧的面上涂有装饰覆层(未示出)。装饰也可位于两个层210和220之间的界面处。它也可由激光蚀刻。它也可由层210、220中的一个的表面纹理构成。
主体200包括两个对于光不透明的区域(未示出)，光源300和加热道12的连接部分18c就隐藏在这些区域后方。
本发明不限于所说明的实施方式，其它实施方式对于本领域技术人员会是可以预见的。
附图标记列表
1：雷达罩
2：雷达
3：透射区域
4：雷达波
12：加热道(piste)
18c：连接部分
18s：加热部分
20：空气腔
200：由对于雷达波和光都透明的材料形成的主体
210：由透明材料制成的主体的位于向着保护设备外侧的面
220：由透明材料制成的主体的位于向着保护设备内侧的面
300：光源
400：光反射器
500：光束
600：雷达的发射锥
700：发光二极管

Claims (10)

1.一种机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其包括以下元件：
-由对于雷达波(4)和光都透明的材料形成的主体(200)；
-光源(300)；
-由对于所述雷达波(4)透明的材料形成的光反射器(400)；和
-布置在由透明材料制成的主体(200)内部或表面处的导电加热道(12)，
这些元件布置为使得所述光源(300)所发射的光束(500)被所述光反射器(400)反射向由透明材料制成的所述主体(200)。
2.如权利要求1所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，在所述光反射器(400)与所述透明主体(200)之间设置空气腔(20)。
3.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，所述设备另外还包括对于所述雷达波透明的装饰覆层或表面纹理。
4.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其中，由透明材料制成的所述主体(200)包括至少两个层(210、220)。
5.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其中，所述光反射器(400)是可拆卸插件。
6.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其中，所述光反射器(400)在位于所述保护设备内侧的面上覆盖有金属，例如铟、金或锡或其它任何能够以“镀铬外观”呈现且其小厚度允许对于所述雷达的波透明的金属，该金属优选地通过气相沉积(“Physical Vapour Deposition”，PVD)技术沉积。
7.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其中，所述光源(300)位于所述雷达(2)的发射锥(600)之外。
8.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其中，所述加热道(12)包括位于所述雷达(2)的发射锥(600)之外的连接部分(18c)。
9.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其中，由透明材料制成的所述主体(200)包括对于光不透明的区域。
10.如上述权利要求中任一项所述的机动车辆雷达(2)保护设备(1)，其中，所述加热道(12)包括加热部分(18s)，其在由透明材料制成的所述主体(200)与所述雷达(2)的发射锥(600)之间的交界表面上延伸。
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