CN113612031A - 用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构及制备方法，该表面结构包括第一柔性介质基板和第二柔性介质基板，第一柔性介质基板和第二柔性介质基板之间设置有多个频率选择单元，多个频率选择单元呈矩形阵列排布，每个频率选择单元均包括第一金属方环和第二金属方环，第二金属方环位于所述第一金属方环内部。本发明还公开了一种上述柔性反射增强表面结构的制备方法。本发明能够很好地模拟金属车身的反射特性，具有较好的极化稳定性和角稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及车载雷达测试技术领域，尤其是指一种用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构及制备方法。
背景技术
为节约成本，在对整车的车载雷达系统功能进行碰撞测试时，一般使用模型车代替真车作为电磁波散射体产生雷达回波，而为了让车载雷达接收到与实际场景相似的增强的雷达回波信号，也就是使电磁波照射模型车体后产生的回波信号与照射在真实车辆上的反射信号相似，使后续信号处理器解析的数据尽可能与真实情况相近，需要为测试模型车设计合适的RCS(Radar Cross section，雷达散射截面)模拟覆盖物，以模拟真实汽车车体不同部位的雷达散射截面。
RCS是电磁波雷达识别物体的手段；RCS越大的物体，相对越容易被雷达系统识别。在车载雷达测试时，为了检验雷达的性能，通常使用角反射器或龙勃透镜等RCS增强器来模拟汽车金属车身对于入射电磁波的全反射特性，但是角反射器和龙勃透镜装配不便，无法与模型车身较好地贴合，因此，在转弯等特定测试场景中无法很好地模拟金属车身的反射特性；另外，现有技术中还有一种方式是采用金属网格状的编织物模拟金属车身的RCS，这类编织物虽然能够罩住车身，使各角度入射的电磁波良好反射，但在共形性能方面表现较差，也难以和车身紧密贴合，容易发生因与车身贴合不紧密而被卷到车底的情况，影响测试效果。
因此，现有的RCS增强表面结构存在无法较好地模拟金属车身的反射特性的问题，无法满足测试需求。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中RCS增强表面结构无法较好地模拟金属车身的反射特性的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，包括第一柔性介质基板和第二柔性介质基板，所述第一柔性介质基板和第二柔性介质基板之间设置有多个频率选择单元，多个所述频率选择单元呈矩形阵列排布，每个频率选择单元均包括第一金属方环和第二金属方环，所述第二金属方环位于所述第一金属方环内部。
在本发明的一个实施例中，每个频率选择单元中的第一金属方环和第二金属方环呈同心设置。
在本发明的一个实施例中，所述第一柔性介质基板和第二柔性介质基板均采用聚酰亚胺板。
在本发明的一个实施例中，所述第一柔性介质基板上设置有金属覆盖层，每个所述频率选择单元的第一金属方环和第二金属方环均是在所述第一柔性介质基板的金属覆盖层上蚀刻而成。
在本发明的一个实施例中，所述第一柔性介质基板和所述第二柔性介质基板之间通过粘合层相粘结，所述粘合层位于所述频率选择单元和第二柔性介质基板之间。
在本发明的一个实施例中，所述粘合层采用环氧树脂。
在本发明的一个实施例中，所述第一金属方环和第二金属方环均呈正方形。
在本发明的一个实施例中，每个所述频率选择单元的第一金属方环和第二金属方环之间留有空隙。
上述任一项所述的车载雷达测试的柔性反射增强表面结构的制备方法，包括以下步骤：
1)选择正反面均覆盖有金属覆盖层的柔性基板作为第一柔性介质基板，将第一柔性介质基板正面的金属覆盖层腐蚀掉，然后在第一柔性介质基板反面的金属覆盖层上蚀刻出多个频率选择单元的第一金属方环和第二金属方环，并使得多个所述频率选择单元呈矩形阵列排布；
以及选择正反面均覆盖有金属覆盖层的另一柔性基板作为第二柔性介质基板，将第二柔性介质基板正面和反面的金属覆盖层均腐蚀掉；
2)并利用粘合层将第二柔性介质基板和第一柔性介质基板粘结在一起。
在本发明的一个实施例中，所述金属覆盖层为覆铜层。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的柔性反射增强表面结构，能够很好地模拟金属车身的反射特性，具有较好的极化稳定性和角稳定性，相对带宽较宽、剖面极其低、轻薄、柔软、加工且装贴简便，易于共形贴覆在模型车表面。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构的分解示意图；
图2是频率选择单元中第一金属方环和第二金属方环的组合正视图；
图3是单个频率选择单元的装配分解图；
图4是单个频率选择单元的组装侧视图；
图5是本发明的柔性反射增强表面结构在不同角度TE极化波入射下的反射系数幅度仿真曲线图；
图6是本发明的柔性反射增强表面结构在不同角度TM极化波入射下的反射系数幅度仿真曲线图；
说明书附图标记说明：1、第一柔性介质基板；2、频率选择单元；21、第一金属方环；22、第二金属方环；3、粘合层；4、第二柔性介质基板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本实施例公开了一种用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，包括第一柔性介质基板1和第二柔性介质基板4，第一柔性介质基板1和第二柔性介质基板4之间设置有多个频率选择单元2，多个频率选择单元2呈矩形阵列排布，每个频率选择单元2均包括第一金属方环21和第二金属方环22，第二金属方环22位于第一金属方环21内部。
上述表面结构采用具有柔性的第一柔性介质基板1和第二柔性介质基板4，作为基板，增加了结构的柔性和共形特性，利于和模型车身完全贴合，从而更好地模拟金属车身的反射特性；另外，每个频率选择单元2均包括嵌套设置的第一金属方环21和第二金属方环22，从而使得一个频率选择单元2可以产生两种不同的谐振频率，可以使得该结构对于电磁波的反射范围更广，从而达到增强反射效果的目的，使得谐振频率附近入射的电磁波能够几乎被全部反射，使得整个表面呈现出强反射也即RCS增强效应。
在其中一个实施方式中，参阅图2-图3，每个频率选择单元2中的第一金属方环21和第二金属方环22呈同心设置，从而使得结构具有旋转对称性，反射面整体在24G和77G双雷达工作频带内对极化不敏感，有较好的极化稳定性。
在其中一个实施方式中，频率选择单元2的排布周期为2.58mm。
在其中一个实施方式中，第一柔性介质基板1上设置有金属覆盖层，每个频率选择单元2的第一金属方环21和第二金属方环22均是在第一柔性介质基板1的金属覆盖层上蚀刻而成。
在其中一个实施方式中，第一柔性介质基板1和第二柔性介质基板4之间通过粘合层3相粘结，粘合层3位于频率选择单元2和第二柔性介质基板4之间。
在其中一个实施方式中，粘合层3采用环氧树脂。
参阅图3-图4，每个频率选择单元2的第一金属方环21-第二金属方环22结构均与第一柔性介质基板1、粘合层3、第二柔性介质基板4形成周期单元。
进一步地，粘合层3的厚度为0.0127mm，以更好的保证粘合稳定性。
在其中一个实施方式中，第一柔性介质基板1和第二柔性介质基板4均采用聚酰亚胺板，具有很好的柔性和共形特性，其占比远超过金属方环和环氧树脂(FR4)材料，能够在反复的弯曲和折叠中，有效消除金属方环和环氧树脂粘合层的应力拉伸，适用于多次弯折及扭曲，从而更好地模拟金属车身的反射特性。
另外，介质基板材料为聚酰亚胺，对于环境的适应性强，对雨水盐雾等耐候性较强，不易受环境影响。
在其中一个实施方式中，第一金属方环21和第二金属方环22均呈正方形。
在其中一个实施方式中，第一金属方环21的边长为2.4mm，每个边的宽度为0.18mm；，第二金属方环22的边长为1.52mm，每个边的宽度为0.25mm。
在其中一个实施方式中，每个频率选择单元2的第一金属方环21和第二金属方环22之间留有空隙。
本实施例还公开了一种用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构的制备方法，包括以下步骤：
1)选择正反面均覆盖有金属覆盖层的柔性基板作为第一柔性介质基板1，将第一柔性介质基板1正面的金属覆盖层腐蚀掉，然后在第一柔性介质基板1反面的金属覆盖层上蚀刻出多个频率选择单元2的第一金属方环21和第二金属方环22，并使得多个频率选择单元2沿x轴、y轴方向周期排布而形成矩形阵列；
以及选择正反面均覆盖有金属覆盖层的另一柔性基板作为第二柔性介质基板4，将第二柔性介质基板4正面和反面的金属覆盖层均腐蚀掉；
2)并利用粘合层3将第二柔性介质基板4和第一柔性介质基板1粘结在一起。
在其中一个实施方式中，金属覆盖层为覆铜层。
在其中一个实施方式中，金属覆盖层的厚度为0.018mm，第一柔性介质板的厚度为0.0254mm，第二柔性介质板的厚度为0.0127mm；粘合层的厚度为0.0127mm。
上述柔性反射增强表面结构在使用时，只需贴合在模型车身上即可。
上述实施例的柔性反射增强表面结构在不同角度TE极化波照射下的性能变化情况参阅图5，当入射波频率在23GHz～25GHz和76GHz～79GHz时，对于0°～360°全范围入射方位角和0°～30°范围内的入射俯仰角，反射系数幅度均在-0.1dB附近，几乎实现了全反射。
上述实施例的柔性反射增强表面结构在不同角度TM极化波照射下的性能变化情况参阅图6，当入射波频率在23GHz～25GHz和76GHz～79GHz时，对于0°～360°全范围入射方位角和0°～30°范围内的入射俯仰角，反射系数幅度均在-0.1dB附近，几乎实现了全反射。
本实施例的柔性反射增强表面结构，采用矩形阵列排布的频率选择单元2，结构周期较小且旋转对称，在保证了24GHz和77GHz双雷达工作频带有高反射率的同时，也有较好的极化稳定性和角稳定性。较之传统的车载雷达反射增强材料或器件具有相对带宽较宽、剖面极其低、轻薄、柔软、加工和装贴简便的优点，易于共形贴覆在模型车表面，装配方便，即使在转弯等特定测试场景中也能够很好地模拟金属车身的反射特性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：包括第一柔性介质基板和第二柔性介质基板，所述第一柔性介质基板和第二柔性介质基板之间设置有多个频率选择单元，多个所述频率选择单元呈矩形阵列排布，每个频率选择单元均包括第一金属方环和第二金属方环，所述第二金属方环位于所述第一金属方环内部。
2.根据权利要求1所述的用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：每个频率选择单元中的第一金属方环和第二金属方环呈同心设置。
3.根据权利要求1所述的用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：所述第一柔性介质基板和第二柔性介质基板均采用聚酰亚胺板。
4.根据权利要求1所述的用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：所述第一柔性介质基板上设置有金属覆盖层，每个所述频率选择单元的第一金属方环和第二金属方环均是在所述第一柔性介质基板的金属覆盖层上蚀刻而成。
5.根据权利要求1所述的用于车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：所述第一柔性介质基板和所述第二柔性介质基板之间通过粘合层相粘结，所述粘合层位于所述频率选择单元和第二柔性介质基板之间。
6.根据权利要求4所述的车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：所述粘合层采用环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：所述第一金属方环和第二金属方环均呈正方形。
8.根据权利要求1所述的车载雷达测试的柔性反射增强表面结构，其特征在于：每个所述频率选择单元的第一金属方环和第二金属方环之间留有空隙。
9.如权利要求1-8任一项所述的车载雷达测试的柔性反射增强表面结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)选择正反面均覆盖有金属覆盖层的柔性基板作为第一柔性介质基板，将第一柔性介质基板正面的金属覆盖层腐蚀掉，然后在第一柔性介质基板反面的金属覆盖层上蚀刻出多个频率选择单元的第一金属方环和第二金属方环，并使得多个所述频率选择单元呈矩形阵列排布；
以及选择正反面均覆盖有金属覆盖层的另一柔性基板作为第二柔性介质基板，将第二柔性介质基板正面和反面的金属覆盖层均腐蚀掉；
2)并利用粘合层将第二柔性介质基板和第一柔性介质基板粘结在一起。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述金属覆盖层为覆铜层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211105 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |