CN116893417A - 交通工具用外装部件以及电磁波雷达系统 - Google Patents

Abstract

交通工具用外装部件具有：罩，其构成为配置于电磁波的发送方向的雷达装置的前方；壳体，其将罩的后表面覆盖；以及基板，其配置于壳体内。基板具有构成为发出可见光的发光部。罩相对于与发送方向相正交的面即正交面形成大于或等于0°而小于或等于5°的角度。壳体的后壁在发送方向上与罩相对，并且相对于正交面形成大于或等于2°而小于或等于10°的角度。

Description

交通工具用外装部件以及电磁波雷达系统

技术领域

本发明涉及例如使得毫米波等电磁波透过的交通工具用外装部件以及具有该交通工具用外装部件的电磁波雷达系统。

背景技术

通常，关于组装有毫米波雷达装置的车辆，从该装置朝向车外发送毫米波。从毫米波雷达装置发送而与在先车辆及步行者等车外的物体接触并反射出的毫米波由该毫米波雷达装置接收。关于毫米波雷达装置，利用发送及接收的毫米波进行上述物体的识别、以及本车辆与上述物体之间的距离、相对速度的检测等。

如上所述的车辆通常形成为如下结构，即，在毫米波的发送方向的毫米波雷达装置的前方配置有使得毫米波透过的车标(例如，参照日本特许第5132656号公报)。关于这种车辆，在毫米波雷达装置与车标之间配置有用于使车标发光的发光装置。

发明内容

但是，上述车标及发光装置具有毫米波透过性，但由毫米波雷达装置发送接收的毫米波在从车标以及发光装置透过时会衰减。因此，在降低从车标及发光装置透过的毫米波的衰减量的方面存有改善的余地。

本发明的第1方式的交通工具用外装部件构成为应用于搭载有发送及接收电磁波的雷达装置的交通工具，具有：罩，其构成为配置于所述电磁波的发送方向的所述雷达装置的前方；壳体，其将所述罩的后表面覆盖；以及基板，其配置于所述壳体内，所述基板具有构成为发出可见光的发光部，所述罩相对于与所述发送方向相正交的面即正交面形成大于或等于0°而小于或等于5°的角度，所述壳体的后壁在所述发送方向上与所述罩相对并且相对于所述正交面形成大于或等于2°而小于或等于10°的角度。

本发明的第2方式的交通工具用外装部件构成为应用于搭载有发送及接收电磁波的雷达装置的交通工具，具有：罩，其构成为配置于所述电磁波的发送方向的所述雷达装置的前方；壳体，其将所述罩的后表面覆盖；以及基板，其配置于所述壳体内，所述基板具有构成为发出可见光的发光部，所述基板配置为与所述电磁波的发送范围相邻，在所述基板的所述电磁波的发送范围侧的端部设置有吸收所述电磁波的电磁波吸收体，或者在所述基板的所述电磁波的发送范围侧的端部与所述电磁波的发送范围之间隔开距离。

本发明的一个方式的电磁波雷达系统具有：上述结构的交通工具用外装部件；以及所述雷达装置，所述电磁波的发送范围的中心的所述罩与所述壳体的后壁之间的距离为所述电磁波的空气中的波长的一半的整数倍。

附图说明

图1是一个实施方式的电磁波雷达系统的侧视剖面示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是表示毫米波雷达装置的检测精度、与罩和正交面所成的角度之间的关系的曲线图。

图4是表示从壳体的后壁透过的毫米波的衰减量、与壳体的后壁和正交面所成的角度之间的关系的曲线图。

图5是表示壳体的后壁相对于罩倾斜的情况下的毫米波的反射状态的剖面示意图。

图6是表示壳体的后壁与罩平行的情况下的毫米波的反射状态的剖面示意图。

图7是表示从罩透过的毫米波的衰减量、与毫米波的发送范围的中心的罩和壳体的后壁的距离之间的关系的曲线图。

图8是表示毫米波的发送范围的中心的罩与壳体的后壁之间的距离为24mm时的毫米波的波形的剖面示意图。

图9是表示毫米波的发送范围的中心的罩与壳体的后壁之间的距离为23mm时的毫米波的波形的剖面示意图。

图10是设置于基板的贯通孔的周面的状态的电磁波吸收体的放大剖面图。

图11是表示毫米波的发送波及反射波从在贯通孔的周面未设置电磁波吸收体的基板的贯通孔透过时的状态的剖面示意图。

图12是表示未设置电磁波吸收体的基板的贯通孔的周面与毫米波的发送范围之间的距离的剖面示意图。

图13是表示未设置电磁波吸收体的基板的贯通孔的周面和毫米波的发送范围的距离、与由毫米波雷达装置接收的毫米波的反射波的衰减量之间的关系的曲线图。

图14是表示毫米波的发送波及反射波从在贯通孔的周面设置有电磁波吸收体的基板的贯通孔透过时的状态的剖面示意图。

具体实施方式

下面，根据附图对使得交通工具用的电磁波雷达系统具体化为车辆用的电磁波雷达系统的一个实施方式进行说明。关于下面的记载，将车辆的前进方向设为前方且将后退方向设为后方而进行说明。另外，上下方向是指车辆的上下方向，并且车宽方向是指车辆的左右方向。

＜电磁波雷达系统12＞

如图1及图2所示，在作为交通工具的一个例子的车辆11的前端部的车宽方向的中央部分搭载有电磁波雷达系统12。电磁波雷达系统12具有：作为发送及接收电磁波的雷达装置的一个例子的前方监视用的毫米波雷达装置13；以及作为在毫米波雷达装置13的前方配置的交通工具用外装部件的一个例子的车辆用外装部件14。

＜毫米波雷达装置13＞

如图1及图2所示，毫米波雷达装置13具有发送部15、接收部16以及壳体17。发送部15将电磁波的毫米波朝向车外的前方发送。接收部16接收从发送部15发送并与车外的物体等检测对象物接触而反射出的毫米波。

壳体17对发送部15及接收部16进行收容。壳体17形成为中空长方体状。发送部15及接收部16在壳体17内的中心部，例如在车宽方向(左右方向)上排列配置。壳体17具有毫米波透过性。

这里，毫米波是指波长为1mm～10mm、且频率为30GHz～300GHz的电波。关于本例的毫米波雷达装置13，使用频率为77GHz的毫米波。该频率为77GHz的毫米波的空气中的波长λ为4mm。用于本例的毫米波雷达装置13的毫米波是在车辆11处于水平的地面上的情况下使得电场沿水平面振动的水平偏振波。

因此，在车辆11处于相对于水平面倾斜的地面上的情况下，从毫米波雷达装置13发送的毫米波沿与该地面平行的平面使得电场振动。即，从毫米波雷达装置13发送的毫米波根据车辆11相对于水平面的斜度，沿相对于水平面以与车辆11相同的量倾斜的平面使得电场振动。

如上所述，毫米波雷达装置13朝向车辆11的前方发送毫米波，因此毫米波雷达装置13的毫米波的发送方向是从车辆11的后方朝向前方的方向。毫米波的发送方向的前方与车辆11的前方大致一致，并且毫米波的发送方向的后方与车辆11的后方大致一致。因此，在下面的记载中，将毫米波的发送方向的前方简称为“前方”、“前”等，并将毫米波的发送方向的后方简称为“后方”、“后”等。

＜车辆用外装部件14＞

如图1及图2所示，车辆用外装部件14配置于毫米波的发送方向的毫米波雷达装置13的前方。车辆用外装部件14具有：板状的罩18；以及有底箱状的壳体20，其将罩18的后表面19覆盖并且前端开口。

＜罩18＞

如图1及图2所示，罩18具有毫米波透过性(电磁波透过性)以及可见光透过性。罩18例如由合成树脂构成。罩18例如由车标构成。罩18以前表面21朝向车辆11的前方且后表面19朝向车辆11的后方的方式配置为立起的状态。罩18将壳体20的前端的开口封堵。

罩18以朝向前方略微鼓出的方式弯曲。即，罩18的前表面21及后表面19均以朝向前方略微鼓出的方式弯曲。罩18的前表面21在车辆11的外部露出并且构成罩18的外观装饰面。

优选地，罩18配置为在其形状与平板状近似的情况下，相对于与从毫米波雷达装置13的发送部15发送的毫米波的发送方向(从后朝前的方向)相正交的面即正交面P形成为大于或等于0°小于或等于5°的角度。即，优选地，罩18配置为在其形状与平板状近似的情况下，相对于正交面P在前后方向上倾斜的角度大于或等于0°而小于或等于5°。优选地，罩18配置为在其形状与平板状近似的情况下，与正交面P所成的角度为0°、即与正交面P平行。

这是因为，如图3的曲线图所示，随着罩18与正交面P所成的角度从0°增大，毫米波雷达装置13的检测精度变差。根据图3的曲线图可知，如果罩18与正交面P所成的角度超过5°，则毫米波雷达装置13的检测精度显著变差。因此，本例的罩18在其形状与平板状近似的情况下配置为与正交面P平行。

＜壳体20＞

如图1及图2所示，壳体20具有毫米波透过性(电磁波透过性)，并且具有上下左右的4个侧壁22以及1个后壁23。壳体20的前端的开口由罩18封堵。因此，由罩18及壳体20形成闭合空间。在壳体20内配置有平板状的基板24。基板24以前表面与罩18相对且后表面与壳体20的后壁23相对的方式配置为立起的状态。

在基板24的中央部形成有使得从毫米波雷达装置13发送的毫米波通过的贯通孔25。基板24配置为将从毫米波雷达装置13发送的毫米波的发送范围包围。即，基板24配置为与从毫米波雷达装置13发送的毫米波的发送范围相邻。在基板24的前表面的贯通孔25的周围适当地隔开间隔而设置有以发出可见光的方式构成的多个发光部26。发光部26例如由发光二极管构成。

如图1所示，壳体20的后壁23在毫米波雷达装置13的毫米波的发送方向上与罩18相对，并且形成为平板状。壳体20的后壁23以下端位于比上端更靠后侧的位置的方式倾斜。优选地，壳体20的后壁23配置为相对于正交面P形成大于或等于2°而小于或等于10°的角度A。即，优选地，壳体20的后壁23配置为相对于正交面P在前后方向上倾斜的角度A大于或等于2°而小于或等于10°。

这是因为，如图4的曲线图所示，随着壳体20的后壁23与正交面P所成的角度A从0°增大，从壳体20的后壁23透过的毫米波的衰减量减少。根据图4的曲线图可知，壳体20的后壁23与正交面P所成的角度A越大，从壳体20的后壁23透过的毫米波的衰减量越少。另一方面，如果壳体20的后壁23与正交面P所成的角度A超过10°，则壳体20的占据空间过大，因此有可能受到设置空间的限制。

如图5所示，如果壳体20的后壁23相对于罩18倾斜，则从毫米波雷达装置13发送的毫米波在作为入射波而射入至壳体20的后壁23之后，作为透过波而从罩18透过。在该情况下，毫米波的一部分在罩18的后表面19进行1次反射之后，在壳体20的后壁23的前表面27进行2次反射。此时，壳体20的后壁23相对于罩18倾斜，因此毫米波的2次反射减小。因此，毫米波的反射分量减少，因此从壳体20的后壁23及罩18透过的毫米波的透过量增加。

另一方面，如图6所示，如果壳体20的后壁23与罩18平行地配置，则从毫米波雷达装置13发送的毫米波在作为入射波射入至壳体20的后壁23之后，作为透过波而从罩18透过。在该情况下，毫米波的一部分在罩18的后表面19进行1次反射之后，在壳体20的后壁23的前表面27进行2次反射。此时，壳体20的后壁23与罩18平行，因此毫米波的2次反射增大。因此，毫米波的反射分量未减少，从而从壳体20的后壁23及罩18透过的毫米波的透过量未增加。

如图1所示，优选地，毫米波雷达装置13的毫米波的发送方向的毫米波雷达装置13的壳体17的前表面28与壳体20的后壁23的后表面29之间的最短距离B大于或等于1mm而小于或等于6mm。在距离B小于1mm的情况下，毫米波雷达装置13与壳体20的后壁23有可能接触。另一方面，如果距离B超过6mm，则从壳体20的后壁23透过时的毫米波的衰减量变得过多。这是因为，毫米波与距离的平方成正比地衰减。

如图1所示，优选地，毫米波的发送范围的中心(图1中由实线箭头所示)的罩18与壳体20的后壁23之间的距离C大于或等于22mm且为空气中的毫米波的波长λ(本例中为4mm)的一半(本例中为2mm)的整数倍。本例的距离C还是罩18的中心与壳体20的后壁23的中心之间的距离。

本例中的距离C为(22+2n)mm(n为大于或等于0的整数)。即，如图7的曲线图所示，在距离C为22mm、24mm、26mm、……时，从罩18透过的毫米波的衰减量减少。在距离C小于22mm的情况下，壳体20内的空间有可能不足，因此来自发光部26的可见光有可能未良好地扩散。因此，在壳体20内从发光部26发出的可见光有可能产生斑点，因此有可能无法使得罩18均匀地发光。

如图8所示，例如在距离C为24mm的情况下，从壳体20的后壁23透过时的毫米波的波形的位置以及向罩18射入时的毫米波的波形的位置均为波节F的位置。因此，在从壳体20的后壁23透过时的毫米波的波形的位置以及向罩18射入时的毫米波的波形的位置未产生毫米波的相位差，因此从罩18透过时的毫米波的损失减小。图8的点划线表示毫米波的发送范围的中心。

另一方面，如图9所示，例如在距离C为23mm的情况下，从壳体20的后壁23透过时的毫米波的波形的位置为波节F的位置，但向罩18射入时的毫米波的波形的位置为波腹H的位置。因此，在从壳体20的后壁23透过时的毫米波的波形的位置以及向罩18射入时的毫米波的波形的位置产生毫米波的相位差，因此从罩18透过时的毫米波的损失增大。图9的点划线表示毫米波的发送范围的中心。

＜电磁波吸收体31＞

如图1及图10所示，在基板24的毫米波的发送范围侧的端部、即基板24的贯通孔25的周面30的至少一部分，设置有吸收毫米波的电磁波吸收体31。在本例中，电磁波吸收体31遍及基板24的贯通孔25的整个周面30地设置，但也可以相对于基板24的贯通孔25的周面30而局部地设置电磁波吸收体31。

电磁波吸收体31例如由4层构造的层叠体构成。构成电磁波吸收体31的4层从贯通孔25的周面30侧按顺序为粘着层32、反射层33、电介质层34以及阻抗调整层35。电磁波吸收体31例如层叠方向的厚度设定为0.5mm～1.5mm。电磁波吸收体31在粘着层32粘着于贯通孔25的周面30。

粘着层32例如由丙烯酸类的双面粘着胶带、粘接剂构成。反射层33例如由铝构成。电介质层34例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成。阻抗调整层35例如由氧化铟锡(ITO)构成。

如图11所示，在电磁波吸收体31未设置于基板24的贯通孔25的周面30的情况下，从毫米波雷达装置13发送毫米波并与车外的物体等检测对象物接触而反射出的毫米波的反射波的一部分，与周面30接触而散射。由此，由毫米波雷达装置13接收的毫米波的反射波衰减，因此毫米波雷达装置13对检测对象物的检测精度降低。

因此，如图12所示，优选地，基板24的贯通孔25的周面30与来自毫米波雷达装置13的毫米波的发送范围之间隔开的距离D设定为大于或等于3mm。根据图13的曲线图可知，通过将距离D设定为大于或等于3mm，有效地降低由毫米波雷达装置13接收的毫米波的反射波的衰减量。

即，根据图13的曲线图可知，通过将距离D设定为大于或等于3mm，与周面30接触而散射的毫米波的反射波减少。如果与周面30接触而散射的毫米波的反射波减少，则能够抑制该散射的反射波的一部分作为不需要的毫米波向毫米波雷达装置13射入的情况。此外，根据图13的曲线图可知，如果将距离D设定为小于或等于2mm，则由毫米波雷达装置13接收的毫米波的反射波的衰减量并未太减少。

如图14所示，在基板24的贯通孔25的周面30设置有电磁波吸收体31的情况下，从毫米波雷达装置13发送毫米波并与车外的物体等检测对象物接触而反射出的毫米波的反射波的一部分由电磁波吸收体31吸收。因此，几乎不会发生反射波与周面30接触而散射的情况。因此，几乎不会发生与周面30接触而散射的反射波作为不要的毫米波而射入至毫米波雷达装置13的情况。

＜毫米波雷达装置13的作用＞

如果从图1所示的毫米波雷达装置13朝向前方发送毫米波，则该毫米波从壳体20的后壁23、基板24的贯通孔25以及罩18透过。该透过的毫米波在与包含在先车辆及步行者等在内的车辆11的前方的检测对象物接触而反射之后，再次从罩18、基板24的贯通孔25以及壳体20的后壁23透过而由毫米波雷达装置13接收。

关于毫米波雷达装置13，基于发送及接收的上述毫米波而进行检测对象物的识别、该检测对象物与车辆11之间的距离以及相对速度等的检测。此时，罩18与正交面P所成的角度大于或等于0°而小于或等于5°，因此毫米波雷达装置13对检测对象物的检测精度得到确保。

进而，壳体20的后壁23与正交面P所成的角度A大于或等于2°而小于或等于10°，因此壳体20的占据空间不会变得过大而壳体20的后壁23的毫米波的反射分量减少。因此，从罩18以及壳体20的后壁23透过的毫米波的透过量增加，因此从车辆用外装部件14透过的毫米波的衰减量减少。

并且，利用从设置于基板24的发光部26发出的可见光使得罩18发光，因此罩18的外观美观性得到提高，进而车辆用外装部件14的外观美观性得到提高。这样，车辆用外装部件14能够使得罩18发光而提高外观美观性，并且减少透过的毫米波的衰减量。

＜实施方式的效果＞

根据以上详细叙述的实施方式，能发挥如下效果。

(1)车辆用外装部件14构成为应用于搭载有发送及接收毫米波的毫米波雷达装置13的车辆11。车辆用外装部件14具有罩18、壳体20以及基板24。罩18构成为配置于毫米波的发送方向的毫米波雷达装置13的前方。壳体20将罩18的后表面19覆盖。基板24设置于壳体20内。基板24具有构成为发出可见光的发光部26。罩18相对于与上述发送方向相正交的面即正交面P形成大于或等于0°而小于或等于5°的角度。壳体20的后壁23在上述发送方向上与罩18相对，并且相对于正交面P形成大于或等于2°而小于或等于10°的角度A。

根据上述结构，罩18与正交面P所成的角度大于或等于0°而小于或等于5°，因此能够确保毫米波雷达装置13对检测对象物的检测精度。进而，壳体20的后壁23与正交面P所成的角度A大于或等于2°而小于或等于10°，因此壳体20的后壁23的毫米波的反射分量减少。因此，从罩18以及壳体20透过的毫米波的透过量增加，因此能够减少从车辆用外装部件14透过的毫米波的衰减量。

(2)关于车辆用外装部件14，基板24配置为与毫米波的发送范围相邻。在基板24的毫米波的发送范围侧的端部即贯通孔25的周面30设置有吸收毫米波的电磁波吸收体31。

根据上述结构，作为从毫米波雷达装置13发送并与检测对象物接触而反射出的毫米波的反射波，在与基板24的贯通孔25的周面30接触的情况下由电磁波吸收体31吸收。因此，能够抑制反射波与基板24的贯通孔25的周面30接触而散射的情况。因此，反射波的衰减得到抑制，因此能够提高毫米波雷达装置13对检测对象物的检测精度。

(3)关于车辆用外装部件14，在省略电磁波吸收体31的情况下，优选在基板24的毫米波的发送范围侧的端部即贯通孔25的周面30与毫米波的发送范围之间隔开大于或等于3mm的距离D。

根据上述结构，能够有效地抑制反射波与基板24的贯通孔25的周面30接触而散射的情况，该反射波为从毫米波雷达装置13发送并与检测对象物接触而反射出的毫米波。因此，反射波的衰减得到抑制，因此能够提高毫米波雷达装置13对检测对象物的检测精度。进而，能够抑制从毫米波雷达装置13发送的毫米波即发送波与基板24的贯通孔25的周面30接触的情况。因此，能够抑制发送波与基板24的贯通孔25的周面30接触而散射的情况。因此，发送波的衰减得到抑制，因此能够提高毫米波雷达装置13对检测对象物的检测精度。

(4)电磁波雷达系统12具有车辆用外装部件14以及毫米波雷达装置13。毫米波的发送范围的中心处的罩18与壳体20的后壁23之间的距离C大于或等于22mm，并且为毫米波的空气中的波长λ的一半的整数倍。

根据上述结构，毫米波的发送范围的中心处的罩18与壳体20的后壁23之间的距离C大于或等于22mm，因此在壳体20内从发光部26均匀地发出可见光。进而，毫米波的发送范围的中心处的罩18与壳体20的后壁23之间的距离C为毫米波的空气中的波长λ的一半的整数倍，因此壳体20的后壁23的前表面27的毫米波与罩18的后表面19的毫米波未产生相位差。因此，能够降低从车辆用外装部件14透过的毫米波的衰减量。因此，能够在壳体20内从发光部26均匀地发出可见光，并且降低从车辆用外装部件14透过的毫米波的衰减量。

＜变更例＞

可以以下面的方式对上述实施方式进行变更实施。另外，可以在技术上不矛盾的范围内对上述实施方式以及下面的变更例彼此进行组合实施。

·在基板24中可以将贯通孔25变更为切口部。

·可以省略电磁波吸收体31。

·罩18并非必须弯曲，也可以形成为平板状。

·罩18可以是除了车标以外的饰品、标识等。

·发送及接收用于检测车外的物体的电磁波的雷达装置除了用于监视前方以外，也可以是用于监视后方、用于监视前侧方、或者用于监视后侧方的装置。在该情况下，车辆用外装部件14配置于电磁波的发送方向的上述装置的前方。

·毫米波雷达装置13中使用的毫米波的频率并不局限于77GHz，也可以适当地变更。

·除了毫米波以外，雷达装置发送及接收的电磁波中还包含红外线等电磁波。

·在发送及接收电磁波的雷达装置搭载于与车辆11不同的种类的交通工具，例如电车、飞机、船舶等交通工具的情况下，也可以应用交通工具用外装部件。

Claims (4)

1.一种交通工具用外装部件，其构成为应用于搭载有发送及接收电磁波的雷达装置的交通工具，其中，

所述交通工具用外装部件具有：

罩，其构成为配置于所述电磁波的发送方向上的所述雷达装置的前方；

壳体，其将所述罩的后表面覆盖；以及

基板，其配置于所述壳体内，

所述基板具有构成为发出可见光的发光部，

所述罩相对于与所述发送方向相正交的面即正交面形成大于或等于0°而小于或等于5°的角度，

所述壳体的后壁在所述发送方向上与所述罩相对，并且相对于所述正交面形成大于或等于2°而小于或等于10°的角度。

2.根据权利要求1所述的交通工具用外装部件，其中，

所述基板配置为与所述电磁波的发送范围相邻，

在所述基板的所述电磁波的发送范围侧的端部设置有吸收所述电磁波的电磁波吸收体，或者在所述基板的所述电磁波的发送范围侧的端部与所述电磁波的发送范围之间隔开距离。

3.一种交通工具用外装部件，其构成为应用于搭载有发送及接收电磁波的雷达装置的交通工具，其中，

所述交通工具用外装部件具有：

罩，其构成为配置于所述电磁波的发送方向的所述雷达装置的前方；

壳体，其将所述罩的后表面覆盖；以及

基板，其配置于所述壳体内，

所述基板具有构成为发出可见光的发光部，

所述基板配置为与所述电磁波的发送范围相邻，

在所述基板的所述电磁波的发送范围侧的端部设置有吸收所述电磁波的电磁波吸收体，或者在所述基板的所述电磁波的发送范围侧的端部与所述电磁波的发送范围之间隔开距离。

4.一种电磁波雷达系统，其具有：权利要求1至3中任一项所述的交通工具用外装部件；以及所述雷达装置，其中，

所述电磁波的发送范围的中心处的所述罩与所述壳体的后壁之间的距离，为所述电磁波的空气中的波长的一半的整数倍。