CN114624654B - 雷达结构及车载雷达设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种雷达结构及车载雷达设备，旨在通过天线罩、中壳、以及底壳三者配合共同形成密封腔体，以及所述至少两个印刷电路板组件位于所述腔体内并与所述腔体内的承载结构固定连接，解决了传统雷达装配工序复杂以及塑料散热不良的问题，提高了雷达天线性能。

Description

雷达结构及车载雷达设备
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种雷达结构及车载雷达设备。
背景技术
随着科技进步，雷达从军用逐渐向民用发展，尤其在汽车领域，车载雷达有着较高的实用性。通过车载雷达可以判断周围物体与车体的距离，在停车过程中，可以防止与周围障碍物发生碰撞；也可以在汽车行驶过程中，实时判断驾驶车辆与周围车辆之间的距离，保证一定的安全距离。然而，车载雷达内部需要装设较多电子元件，现有技术中雷达的壳体大部分采用塑胶材质，塑胶材质壳体会导致系统散热性能差，不利于雷达内部元件的散热，影响整体雷达天线性能。
现有技术中，通过将金属散热块包在塑料壳体内，以对雷达内部元件的散热，热量排出量较小。此外，单个PCBA所集成的功能有限，性能有限。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种密封可靠、散热性能良好、安装方便的雷达结构及车载雷达设备。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
根据本发明的一方面，提供一种雷达结构，包括：天线罩，所述天线罩具有第一凹陷部；中壳，所述中壳具有中空区域，并且所述中壳的一侧与所述天线罩固定连接；底壳，所述底壳具有第二凹陷部，并且所述中壳的另一侧与所述底壳固定连接，以使所述第一凹陷部、所述第二凹陷部、以及所述中空区域共同形成腔体；至少两个印刷电路板组件，所述至少两个印刷电路板组件位于所述腔体内并与所述腔体内的承载结构固定连接，所述至少两个印刷电路板组件上集成有天线模组以及与所述天线模组相关联的控制电路模组；其中，所述中壳环绕在所述至少两个印刷电路板组件的周围，并且所述中壳的部分区域上设置有凹槽结构。
进一步地，所述中壳以及所述底壳均是金属壳体。
进一步地，在所述腔体的轴线所在方向上，所述至少两个印刷电路板组件错层布置。
进一步地，所述至少两个印刷电路板组件包括第一印刷电路板组件和第二印刷电路板组件；在所述腔体的轴线所在方向上，所述第一印刷电路板组件位于所述腔体靠近所述天线罩的一侧，所述第二印刷电路板组件位于所述腔体靠近所述底壳的一侧。
进一步地，所述第一印刷电路板组件具有靠近所述天线罩的第一侧以及与所述第一侧相对的远离所述天线罩的第二侧，其中，所述第二侧上设置有所述天线模组；所述第二印刷电路板组件具有靠近所述底壳的第三侧以及与所述第三侧相对的远离所述底壳的第四侧，所述第三侧上设置有所述控制电路模组。
进一步地，所述雷达结构还包括导热板，所述导热板的一端延伸至所述腔体内部，另一端与所述中壳固定连接，其中，所述导热板上设置有至少一个朝向所述第一印刷电路板组件的凸起部，每个所述凸起部与所述天线模组相接触。
进一步地，所述导热板与所述中壳的材质相同，并且所述导热板与所述中壳一体成型。
进一步地，所述中壳的材质是铝合金，并且所述天线罩的材质是塑料。
进一步地，所述天线模组上包覆有第一导热胶体，每个所述凸起部与所述第一导热胶体相接触。
进一步地，所述底壳上设置有至少一个朝向所述第二印刷电路板组件的凸台，每个所述凸台与所述控制电路模组相接触。
进一步地，所述控制电路模组上包覆有第二导热胶体，每个所述凸台与所述第二导热胶体相接触。
根据本发明的另一方面，还提供一种车载雷达设备，包括上述任一所述的雷达结构。
相比现有技术，本发明提供的雷达结构及车载雷达设备，旨在通过天线罩、中壳、以及底壳三者配合共同形成密封腔体，以及所述至少两个印刷电路板组件位于所述腔体内并与所述腔体内的承载结构固定连接，解决了传统雷达装配工序复杂以及塑料散热不良的问题，提高了雷达天线性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种雷达结构的剖面结构示意图。
图2是图1中雷达结构的外部结构示意图。
具体实施方式
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明实施例提供的一种雷达结构的剖面结构示意图，图2是图1中雷达结构的外部结构示意图。
参考图1和图2所示，本发明实施例提供的一种雷达结构1000，包括：天线罩100，所述天线罩100具有第一凹陷部110，中壳200，所述中壳200具有中空区域210，并且所述中壳200的一侧与所述天线罩100固定连接；底壳300，所述底壳300具有第二凹陷部310，并且所述中壳200的另一侧与所述底壳300固定连接，以使所述第一凹陷部110、所述第二凹陷部310、以及所述中空区域210共同形成腔体501；至少两个印刷电路板组件，所述至少两个印刷电路板组件位于所述腔体501内并与所述腔体501内的承载结构（图未示出）固定连接，所述至少两个印刷电路板组件上集成有天线模组401以及与所述天线模组401相关联的控制电路模组402；其中，所述中壳200环绕在所述至少两个印刷电路板组件的周围，并且所述中壳200的部分区域上设置有凹槽结构220，用以完成对所述至少两个印刷电路板组件的密封保护及提高腔体501的散热性能。
需要说明的是，雷达内部的印刷电路板组件通常以PCB（printed circuit board，印刷电路板）为载体表面焊接MCU（Microcontroller Unit，微控制单元）芯片等电子元件，雷达内部的印刷电路板组件一般设有信号发射电路与信号接收电路，用以完成雷达信号的发射和接收，也即，设置天线模组（射频模组）401的印刷电路板组件。该天线模组（射频模组）401能够发射无线电波（例如，发射和接收在60-6Ghz和/或76-81Ghz范围内的毫米波）。示例性地，天线模组（射频模组）401焊接于PCB的一侧表面，使得天线模组401和PCB一起形成一个印刷电路板组件。可选地，PCB上还可以设置一个或多个通孔，一个或多个电导体可以通过该通孔从PCB的另一侧表面连接到PCB上焊接天线模组401的表面。同时，在所述腔体501内设置所述至少两个印刷电路板组件便于增加雷达产品功能模块及增强产品的性能。
本发明实施例提供的雷达结构，通过天线罩100、中壳200、以及底壳300三者配合共同形成密封腔体501，例如，可通过超声或激光焊接或胶水或者螺丝固定并使用密封圈（O-ring）等将天线罩100、中壳200和底壳300密封在一起而形成密封腔体501，以提供防水功能，以防止外部的液体或湿气进入腔体501内部。另外，可以使用具有多种功能的灌封胶（potting glue），包括例如防水，散热和电磁（electromagnetic，EM）波吸收，以使雷达结构具有防水的设计并且能够提供散热。
进一步地，所述至少两个印刷电路板组件位于所述腔体501内并与所述腔体501内的承载结构固定连接，该承载结构可以是天线罩100的整体部件或者部分，也可以是底壳300的整体部件或者部分，该承载结构可以与天线罩100一体成型，该承载结构也可以与底壳300一体成型，本 申请在此不做限制，应理解，本发明实施例中，位于所述腔体501内的所述至少两个印刷电路板组件可以分别通过螺丝锁附结构固定在一个或者多个承载结构上，安装方便。
采用本发明实施例提供的雷达结构，解决了传统雷达装配工序复杂以及塑料散热不良的问题，提高了雷达天线性能。并且，本雷达结构的中壳200的部分区域上设置有多个凹槽结构220，进一步地提高了雷达结构的散热性能。示例性地，所述凹槽结构220为矩形、锯齿形、圆弧形等。多个凹槽结构220沿同一方向排布在中壳200的散热面上，且所述凹槽结构220延伸到散热面两端，以增加散热面积，实现更好的散热效果。
进一步地，所述中壳200以及所述底壳300均是金属壳体。其中，金属材质的中壳200与金属材质的底壳300同时起散热作用，并直接对外部空气对流散热。
进一步地，为了避免至少两个印刷电路板靠近在一起集中散热，故在所述腔体501的轴线所在方向上，所述至少两个印刷电路板组件错层布置。所述至少两个印刷电路板组件之间可通过导电结构进行电连接。示例性地，该导电结构例如导线或者导电柱等。
进一步地，所述至少两个印刷电路板组件包括第一印刷电路板组件410和第二印刷电路板组件420；在所述腔体501的轴线所在方向上，所述第一印刷电路板组件410位于所述腔体501靠近所述天线罩100的一侧，所述第二印刷电路板组件420位于所述腔体501靠近所述底壳300的一侧。
具体地，所述第一印刷电路板组件410具有靠近所述天线罩100的第一侧410a以及与所述第一侧410a相对的远离所述天线罩100的第二侧410b，其中，所述第二侧410b上设置有所述天线模组401；也即，所述天线模组401背离所述天线罩100的一侧，可选地，所述第一印刷电路板组件410上还设置有至少一个通孔，以减少由于PCB的材质及厚度所造成的所述天线模组401的辐射体的辐射信号能量的衰减。
所述第二印刷电路板组件420具有靠近所述底壳300的第三侧420a以及与所述第三侧420a相对的远离所述底壳300的第四侧420b，所述第三侧420a上设置有所述控制电路模组402。所述第一印刷电路板组件410和所述第二印刷电路板组件420之间可通过导电结构（图未示出）进行电连接，以实现所述天线模组401以及与所述天线模组相关联的控制电路模组402之间的电性连接。
通过将所述天线模组401和与所述天线模组401相关联的所述控制电路模组402分别设置在不同的印刷电路板组件上，一方面，便于增加雷达产品功能模块及增强产品的性能。另一方面，使得天线模组401的性能不会受到较多热量的影响，能够避免天线模组401受到热量积聚后，在大于芯片的结温的情形下所导致的天线模组401的工作关断，从而影响雷达的正常使用。
进一步地，所述雷达结构还包括导热板230，所述导热板230的一端延伸至所述腔体501内部，另一端与所述中壳200固定连接，其中，所述导热板230上设置有至少一个朝向所述第一印刷电路板组件410的凸起部231，每个所述凸起部231与所述天线模组401相接触。进一步地，所述天线模组上包覆有第一导热胶体（图未示出），每个所述凸起部231与所述第一导热胶体（图未示出）相接触。
示例性地，所述第一导热胶体（图未示出）中包括导热树脂材料，由于导热树脂材料为绝缘材料，因此避免了可能出现的第一导热胶体（图未示出）与所述天线模组401之间发生不必要的电连接的问题。
其中，所述导热板230与所述中壳200的材质相同，并且所述导热板230与所述中壳200一体成型，以为所述第一印刷电路板组件410上的天线模组401提供散热。
其中，所述中壳200的材质是铝合金，并且所述天线罩100的材质是塑料。所述天线罩100和所述中壳200紧密接触，解决了传统塑料天线罩100的屏蔽性能差的问题。示例性地，所述中壳200和所述天线罩100通过螺钉紧固并通过O型密封圈进行密封，从而解决了传统雷达装配工序复杂，密封性能不佳的问题。提高了产品可靠性，延长了产品寿命。
可选地，所述底壳300上设置有至少一个朝向所述第二印刷电路板组件420的凸台321，每个所述凸台321与所述控制电路模组402相接触。具体地，每个所述凸台321与所述控制电路模组402上的芯片相接触。
进一步地，所述控制电路模组402上包覆有第二导热胶体（图未示出），每个所述凸台321与所述第二导热胶体（图未示出）相接触。
示例性地，所述第二导热胶体（图未示出）中包括导热树脂材料，由于导热树脂材料为绝缘材料，因此避免了可能出现的第二导热胶体（图未示出）与所述控制电路模组402之间发生不必要的电连接的问题。
根据本发明的另一方面，还提供一种车载雷达设备，包括上述任一实施例所述的雷达结构。
由上述内容可知，本发明实施例提供的雷达结构及车载雷达设备，通过天线罩、中壳、以及底壳三者配合共同形成密封腔体，能够实现使雷达结构具有防水的设计并且能够提供散热。并且所述雷达结构具有至少两个印刷电路板组件便于增加雷达产品功能模块及增强产品的性能。
上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (6)

1.一种雷达结构，其特征在于，包括：
天线罩，所述天线罩具有第一凹陷部；
中壳，所述中壳具有中空区域，并且所述中壳的一侧与所述天线罩固定连接；
底壳，所述底壳具有第二凹陷部，并且所述中壳的另一侧与所述底壳固定连接，以使所述第一凹陷部、所述第二凹陷部、以及所述中空区域共同形成腔体，并且所述中壳以及所述底壳均是金属壳体；
至少两个印刷电路板组件，所述至少两个印刷电路板组件位于所述腔体内并与所述腔体内的承载结构固定连接，所述至少两个印刷电路板组件上集成有天线模组以及与所述天线模组相关联的控制电路模组，在所述腔体的轴线所在方向上，所述至少两个印刷电路板组件包括第一印刷电路板组件和第二印刷电路板组件，所述第一印刷电路板组件和所述第二印刷电路板组件错层布置；在所述腔体的轴线所在方向上，所述第一印刷电路板组件位于所述腔体靠近所述天线罩的一侧，所述第二印刷电路板组件位于所述腔体靠近所述底壳的一侧；
其中，所述中壳环绕在所述至少两个印刷电路板组件的周围，并且所述中壳的部分区域上设置有凹槽结构；
所述第一印刷电路板组件具有靠近所述天线罩的第一侧以及与所述第一侧相对的远离所述天线罩的第二侧，其中，所述第二侧上设置有所述天线模组，所述第一印刷电路板组件上还设置有至少一个通孔；
所述第二印刷电路板组件具有靠近所述底壳的第三侧以及与所述第三侧相对的远离所述底壳的第四侧，所述第三侧上设置有所述控制电路模组；
所述雷达结构还包括导热板，所述导热板的一端延伸至所述腔体内部，另一端与所述中壳固定连接，其中，所述导热板上设置有至少一个朝向所述第一印刷电路板组件的凸起部，每个所述凸起部与所述天线模组相接触；
所述底壳上设置有至少一个朝向所述第二印刷电路板组件的凸台，每个所述凸台与所述控制电路模组相接触。
2.如权利要求1所述的雷达结构，其特征在于，
所述导热板与所述中壳的材质相同，并且所述导热板与所述中壳一体成型。
3.如权利要求2所述的雷达结构，其特征在于，
所述中壳的材质是铝合金，并且所述天线罩的材质是塑料。
4.如权利要求1所述的雷达结构，其特征在于，
所述天线模组上包覆有第一导热胶体，每个所述凸起部与所述第一导热胶体相接触。
5.如权利要求1所述的雷达结构，其特征在于，
所述控制电路模组上包覆有第二导热胶体，每个所述凸台与所述第二导热胶体相接触。
6.一种车载雷达设备，其特征在于，包括上述权利要求1至5中任一项所述的雷达结构。
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