CN117353040A - 用于传感器应用的极化选择性涂层添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于传感器应用的极化选择性涂层添加剂。一种雷达封装部件，包括附在基板上的涂层。该涂层包括粘结剂和分散在该粘结剂中的多个针状薄片颗粒。该针状薄片颗粒呈现出长度，并且该针状薄片颗粒的按体积计的至少30%的长度沿第一轴线定向。车辆包括雷达封装部件以及定位在该雷达封装部件下方的雷达传感器。

Description

用于传感器应用的极化选择性涂层添加剂

背景技术

许多传感器被用于促进各种级别的自动驾驶辅助，从任务特定的驾驶辅助到完成自主驾驶。传感器包括诸如超声波传感器、雷达和LiDAR的主动式传感器，以及诸如摄像机的被动式传感器。一些传感器，例如雷达，可位于车身的各种面板下方，例如位于保险杠饰板（bumper facia）、发动机罩、门板、外部装饰面板或挡泥板后方。

车身面板和传感器封装由各种材料形成，并以涂料或其他涂层覆盖。一些先前期望的涂层和涂料添加剂通过反射、衰减、散射和相位失真导致雷达感测性能下降。由于这种下降随后可能造成检测到的雷达信号中的测量误差或伪影，这些添加剂可能不再以其当前形式使用，并且可能不再实现由这些添加剂产生的视觉效果。

因此，虽然目前用于车身面板的涂层系统实现了它们的预期目的，但需要用于与位于车身面板下方的雷达传感器结合使用的新涂层系统。

发明内容

根据若干方面，本公开涉及一种雷达封装部件。该雷达封装部件包括基板和附在该基板上的涂层。该涂层包括粘结剂和分散在该粘结剂中的多个针状薄片颗粒。该多个针状薄片颗粒呈现出长度，并且该针状薄片颗粒的按体积计的至少30%的长度沿第一轴线定向。

在上述方面，所述涂层呈现金属饰面（metallic finish）。

在任何上述方面，所述针状薄片颗粒以所述粘结剂和针状金属薄片颗粒的总体积的10%至40%的范围存在。

在任何上述方面，所述针状薄片颗粒各自呈现出宽度和厚度，并且平均长度与平均宽度之比在4:1至100:1的范围内，并且平均宽度与平均厚度之比在10:1至1000:1的范围内。

在任何上述方面，所述针状薄片颗粒为针状金属薄片颗粒，所述针状金属薄片颗粒包括以下各项中的一种或多种：金属颗粒、金属合金颗粒、金属-聚合物膜复合材料。

在任何上述方面，所述金属和金属合金包括例如以下金属中的一种或多种：银、锡、铁、青铜、铜、硅、铝、锌。

在上述方面，所述针状薄片颗粒还包括石墨烯、半导体、云母颗粒、氧化钛、铝酸锶、氧化铬、二氧化硅、氧化铁、氧化锡、二氧化锡、亚铁氰化铁、锰紫、群青、炭黑和二氧化钛中的一种或多种。

在任何上述方面，所述雷达封装部件还包括位于所述雷达封装部件后方的雷达传感器，并且在以下频带中的一个或多个中发射无线电波：24、76、79、90、120、140和240 GHz。

在任何上述方面，所述雷达封装部件为以下部件中的一者：保险杠饰板、格栅、徽标、挡风玻璃、车窗、外灯以及电子装置。

根据若干方面，本公开涉及一种车辆。所述车辆包括根据上述实施例中的任一个的雷达封装部件以及定位在该雷达封装部件下方的雷达传感器。该雷达封装部件包括基板，以及附在该基板上的涂层。该涂层包括粘结剂，以及分散在该粘结剂中的多个针状薄片颗粒。该针状薄片颗粒呈现出长度，并且该针状薄片颗粒的按体积计的至少30%的长度沿第一轴线定向。

根据上述方面，所述涂层呈现金属饰面。

根据任何上述方面，所述雷达封装部件为以下部件中的一者：保险杠饰板、格栅、徽标、挡风玻璃、车窗以及外灯。

根据任何上述方面，所述雷达封装部件为保险杠饰板。

根据上述方面，支架将所述雷达传感器保持到所述保险杠饰板。

根据任何上述方面，所述针状薄片颗粒以所述粘结剂和所述针状薄片颗粒的总体积的10%至40%的范围存在。

根据任何上述方面，所述针状薄片颗粒各自呈现出宽度和厚度，并且平均长度与平均宽度之比在4:1至100:1的范围内，并且平均宽度与平均厚度之比在10:1至1000:1的范围内。

根据任何上述方面，所述针状金属薄片颗粒包括以下各项中的一种或多种：金属颗粒、金属合金颗粒以及金属-聚合物膜复合材料。

根据上述方面，所述金属和金属合金包括例如以下金属中的一种或多种：银、锡、铁、青铜、铜、硅、铝、锌。

根据任何上述方面，所述针状薄片颗粒还包括石墨烯、半导体、云母颗粒、氧化钛、铝酸锶、氧化铬、二氧化硅、氧化铁、氧化锡、二氧化锡、亚铁氰化铁、锰紫、群青、炭黑和二氧化钛中的一种或多种。

根据上述方面，所述雷达封装部件为保险杠饰板，所述涂层呈现金属饰面，所述针状金属薄片颗粒以所述粘结剂和所述针状金属薄片颗粒的总体积的10%至40%的范围存在，并且所述涂层在所述第一轴线上呈现出第一介电常数，所述第一介电常数为所述涂层在第二轴线上的第二介电常数的大约25%，其中，所述第二轴线垂直于所述第一轴线。

本发明还包括以下技术方案。

方案1. 一种雷达封装部件，包括：

基板；

附在所述基板上的涂层，所述涂层包括粘结剂，以及分散在所述粘结剂中的多个针状薄片颗粒，其中，所述多个针状薄片颗粒呈现出长度，并且所述针状薄片颗粒的按体积计的至少30%的所述长度沿第一轴线定向。

方案2. 根据方案1所述的雷达封装部件，其中，所述涂层呈现金属饰面。

方案3. 根据方案2所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒以所述粘结剂和针状金属薄片颗粒的总体积的10%至40%的范围存在。

方案4. 根据方案3所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒各自呈现出宽度和厚度，并且平均长度与平均宽度之比在4:1至100:1的范围内，并且平均宽度与平均厚度之比在10:1至1000:1的范围内。

方案5. 根据方案4所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒为针状金属薄片颗粒，所述针状金属薄片颗粒包括以下各项中的一种或多种：金属颗粒、金属合金颗粒、金属-聚合物膜复合材料。

方案6. 根据方案5所述的雷达封装部件，其中，所述金属和金属合金包括例如以下金属中的一种或多种：银、锡、铁、青铜、铜、硅、铝、锌。

方案7. 根据方案1所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒包括石墨烯、半导体、云母颗粒、氧化钛、铝酸锶、氧化铬、二氧化硅、氧化铁、氧化锡、二氧化锡、亚铁氰化铁、锰紫、群青、炭黑和二氧化钛中的一种或多种。

方案8. 根据方案1所述的雷达封装部件，还包括雷达传感器，所述雷达传感器位于所述雷达封装部件后方，并且在以下频带中的一个中发射无线电波：24、76、79、90、120、140和240 GHz。

方案9. 根据方案8所述的雷达封装部件，其中，所述雷达封装为以下部件中的一者：保险杠饰板、格栅、徽标、挡风玻璃、车窗、外灯以及电子装置。

方案10. 一种车辆，包括：

雷达封装部件；以及

位于所述雷达封装部件下方的雷达传感器，所述雷达封装部件包括：

基板；以及

附在所述基板上的涂层，所述涂层包括粘结剂，以及分散在所述粘结剂中的多个针状薄片颗粒，其中，所述针状薄片颗粒呈现出长度，并且所述针状薄片颗粒的按体积计的至少30%的所述长度沿第一轴线定向。

方案11. 根据方案10所述的车辆，其中，所述涂层呈现金属饰面。

方案12. 根据方案11所述的车辆，其中，所述雷达封装部件为以下部件中的一者：保险杠饰板、格栅、徽标、挡风玻璃、车窗以及外灯。

方案13. 根据方案12所述的车辆，其中，所述雷达封装部件为保险杠饰板。

方案14. 根据方案13所述的车辆，还包括将所述雷达传感器保持到所述保险杠饰板的支架。

方案15. 根据方案14所述的车辆，其中，所述针状薄片颗粒以所述粘结剂和所述针状薄片颗粒的总体积的10%至40%的范围存在。

方案16. 根据方案15所述的车辆，其中，所述针状薄片颗粒各自呈现出宽度和厚度，并且平均长度与平均宽度之比在4:1至100:1的范围内，并且平均宽度与平均厚度之比在10:1至1000:1的范围内。

方案17. 根据方案16所述的车辆，其中，针状金属薄片颗粒包括以下各项中的一种或多种：金属颗粒、金属合金颗粒以及金属-聚合物膜复合材料。

方案18. 根据方案17所述的车辆，其中，所述金属和金属合金包括例如以下金属中的一种或多种：银、锡、铁、青铜、铜、硅、铝、锌。

方案19. 根据方案15所述的车辆，其中，所述针状薄片颗粒包括石墨烯、半导体、云母颗粒、氧化钛、铝酸锶、氧化铬、二氧化硅、氧化铁、氧化锡、二氧化锡、亚铁氰化铁、锰紫、群青、炭黑和二氧化钛中的一种或多种。

方案20. 根据方案12所述的车辆，其中，所述雷达封装部件为保险杠饰板，所述涂层呈现金属饰面，所述针状金属薄片颗粒以所述粘结剂和所述针状金属薄片颗粒的总体积的10%至40%的范围存在，并且所述涂层在所述第一轴线上呈现出第一介电常数，所述第一介电常数为所述涂层在第二轴线上的第二介电常数的大约25%，其中，所述第二轴线垂直于所述第一轴线。

附图说明

本文所描述的附图仅用于说明的目的，并不意在以任何方式来限制本公开的范围。

图1A图示了根据本公开的实施例的车辆的示意图。

图1B图示了根据本公开的实施例的雷达传感器的示意图。

图2A图示了根据本公开的实施例的作为雷达传感器封装的保险杠饰板。

图2B图示了图2A的保险杠饰板的特写图。

图2C图示了根据本公开的实施例的天线阵列的特写图。

图2D图示了根据本公开的实施例的保险杠饰板的剖视图。

图3A图示了包括板状金属薄片颗粒的涂层的单位面积。

图3B图示了图3A的涂层的多个叠置涂覆层的多个单元格（unit cell）的侧视图。

图3C图示了图3A的涂层的多个单元格的前视图。

图4图示了板状金属薄片颗粒对涂层的介电常数（permittivity）的影响。

图5A图示了雷达传感器的雷达检测范围覆盖图，其中没有位于该雷达传感器上方的保险杠饰板。

图5B图示了具有保险杠饰板的雷达传感器的雷达检测范围覆盖图，该保险杠饰板包括附贴到该保险杠饰板的涂层中的板状金属薄片颗粒。

图5C是图示了图5B的检测范围覆盖图的测量误差的曲线图。

图5D是图示了与传输损耗相关的范围退化的影响的表格。

图6A图示了根据本公开的实施例的包括针状金属薄片颗粒的涂层的单位面积。

图6B图示了根据本公开的实施例的图6A的涂层的多个叠置涂覆层的多个单元格的侧视图。

图6C图示了根据本公开的实施例的图6A的涂层的多个单元格的前视图。

图7是图示了根据本公开的实施例的在限定了平行于雷达传感器的平面内电场的第一平面的第一轴线和第二轴线两者中针状金属薄片颗粒对涂层的介电常数的影响的曲线图。

图8是图示了金属薄片形态对雷达传感器发射和检测到的无线电波的信号幅度的失真的影响的曲线图。

图9是图示了金属薄片形态对雷达传感器发射和检测到的无线电波的信号相位的失真的影响的曲线图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不意在限制本公开、其应用或用途。此外，也无意被前面的技术领域、背景技术、发明内容或下面的具体实施方式中提出的任何表达或隐含的理论约束。应当理解的是，在整个附图中，相对应的附图标记指示相同或相对应的零部件和特征。

如本文所用的，术语“车辆”不限于汽车。虽然本文主要结合汽车来描述本技术，但该技术不限于汽车。这些概念可用于广泛的应用中，例如与飞机、船舶、其他交通工具和发送或接收用于通信和其他目的的电磁辐射的消费电子部件结合使用，所述消费电子部件包括个人电脑、手机和其他电子装置。

本公开涉及将极化选择性涂层添加剂用于传感器应用。该涂层添加剂包括金属薄片和形态上为针状的其他薄片，以用于封装雷达传感器。所述雷达传感器包括：在感兴趣的操作频带中发射无线电波的发射器，所述操作频带包括但不限于微米波和毫米波频谱；以及检测所发射的波的检测器。金属薄片在本文中被理解为赋予金属外观的薄片，并且包括例如金属颗粒、金属合金颗粒、金属-聚合物膜复合材料或云母颗粒。

图1图示了车辆100。车辆100包括感测系统102。感测系统102包括多个无线电检测和测距（雷达）传感器104。还可存在附加传感器，诸如超声波传感器106、激光识别检测和测距（LiDAR）传感器108以及摄像机110。雷达传感器104被安装在各种部件后方，例如车辆周围的饰板面板112、116、118、120。在另外的方面，雷达传感器104可位于格栅、徽标、挡风玻璃、车窗、外灯等后方。各种部件可形成用于传感器的封装的至少一部分。雷达传感器104、超声波传感器106、激光识别检测和测距（LiDAR）传感器108和摄像机110被连接到传感器模块124。传感器模块124被连接到电子控制模块126，并且在其他方面集成到该电子控制模块126中。模块124、126利用各种传感器提供的数据来辅助驾驶员。

各种传感器104、106、108包括检测一种或多种给定波长和频率的电磁波的检测器。在许多方面，这些传感器还包括发射器，其发射一种或多种频率和波长的电磁波，所述频率和波长对应于该检测器配置成检测的频率和波长。雷达传感器104用于通过发射和检测电磁辐射（也称为无线电波）的脉冲来确定反射物体相对于传感器的距离（测距）、角度和径向速度。所发射的雷达波通常处于24 GHz、76 GHz、79 GHz、140 GHz、240 GHz及以上的微米波和毫米波波段中。超声波传感器使用处于20 KHz至40 KHz的频带中的声波来测量到物体的距离。LiDAR传感器108依靠以脉冲传输的光学激光来同样确定到物体的距离。该激光还表现出电磁波，其通常处于905纳米到1550纳米波长的范围内。图1B图示了雷达传感器104。雷达传感器104包括检测器134、发射器132（也称为发射机）和雷达模块136，该雷达模块136包括发射机和接收器电子设备以及在一些方面的电源138。在雷达传感器104中，检测器134和发射器132各自包括天线。类似的部件，即发射器、检测器、模块和电源，也可在超声波传感器和LiDAR传感器中找到。

摄像机110是传感器的子集，其包括检测从表面反射或发射的光学和红外电磁波的检测器。在一些方面，检测到的电磁波包括处于近紫外、可见和红外频谱中的电磁波。在一些方面，紫外、可见和红外频谱包括表现出处于380纳米至850纳米的范围内的一种或多种波长的电磁波。

雷达模块136、传感器模块124和电子控制模块126可各自包括以下各项中的一种或多种：控制器、存储器、接口电路、通信链路和嵌入式软件。在一些方面，该控制器包括一个或多个微控制器，该微控制器包含一个或多个中央处理单元，该中央处理单元执行处理功能，包括接收信号、执行指令、检索数据和输出信号。当存在多于一个控制器时，这些控制器可串行或并行地执行处理功能。存储器可包括计算机可读介质（也称为处理器可读介质），其包括参与提供可由计算机（例如，由计算机的处理器）读取的数据（例如，指令）的任何非暂时性（例如，有形）介质。这样的介质可采取多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。例如，非易失性介质可包括光盘或磁盘以及其他持久性存储器。易失性介质可包括例如动态随机存取存储器（DRAM），其通常构成主存储器。这样的指令可通过一种或多种传输介质传输，包括同轴电缆、铜线和光纤，包括如下线材，即：所述线材包括耦接到ECU的处理器的系统总线。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、带有孔的图案的任何其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH EEPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带，或者计算机可从其读取的任何其他介质。接口电路可包括连接至局域网（LAN）、互联网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线的接口。本公开的任何给定模块的功能可分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可允许负载平衡。在另一示例中，服务器（也称为远程或云）模块可代表客户端模块完成一些功能。

雷达传感器104是传感器位于其后方的各种车身面板和其他部件，例如保险杠饰板120，保护雷达传感器104免受由于道路碎屑、盗窃、故意破坏等造成的损伤。为了说明的目的，图2A至2D描绘了包括多个雷达传感器104的保险杠饰板120，这些雷达传感器104至少部分地由保险杠饰板120封装。虽然图示了四个雷达传感器104，但是应领会到的是，在保险杠饰板120中可存在少于四个雷达传感器104，例如从一个到三个雷达传感器104，包括其中的所有值和范围，或者可存在多于四个雷达传感器104，例如从五个到十个雷达传感器104，包括其中的所有值和范围。保险杠饰板120可包括用于将雷达传感器104安装到保险杠饰板120的支架130。由雷达传感器104中的发射器132发射的无线电波传播通过保险杠饰板120，被车辆100周围的物体反射，返回到雷达传感器104，并且被图2C中所示的雷达传感器104中的检测器134、即接收器天线阵列检测到。

此外，如图2D中所示，保险杠饰板120包括基板140和附贴到基板140的若干涂层。这些涂层为基板140提供金属饰面。雷达传感器104被安装在保险杠饰板120的内部中的下方。在雷达传感器104和基板140的背面122之间存在气隙128。这些涂层包括以下各项中的一种或多种：底漆142、一层或多层涂料144和面漆（或外涂层，topcoat）146。在一些方面，基板140由以下材料中的一种或多种形成：热塑性聚合物材料、热固性聚合物、纤维增强复合材料、由热塑性或热固性聚合物形成的泡沫、热塑性弹性体等。例如，纤维增强复合材料包括环氧树脂中的玻璃纤维或环氧树脂中的碳纤维。底漆142包括例如聚氨酯聚合物，并且为涂料144和基板140提供粘合层。涂料144在粘结剂中包括一种或多种添加剂，包括颜料，例如金属薄片，并且为基板140赋予颜色和饰面效果。面漆146包括例如聚氨酯或丙烯酸聚合物，并且保护涂料144。通常期望为保险杠饰板120或诸如格栅、徽标、挡风玻璃、车窗、外灯之类的其他部件提供金属饰面，以增强饰板的视觉外观、色域、光泽和半透明度。

虽然基板140和涂层粘结剂表现出对雷达传感器104传播的电磁波干扰最小的相对低的介电常数，但已发现，在涂料内使用并呈现板状形态、即相对圆形（美元银币）或多边形几何形状的金属薄片由于金属的电磁反射特性而破坏雷达传感器104的功能。图3A、3B和3C图示了包括分散在粘结剂148中的板状金属薄片150的涂层。各个板状金属薄片150表现出平均长度152与平均宽度154之比接近1:1，例如在2:1至1:2的范围内，并且平均宽度154与平均厚度156（参见图3A）之比接近10:1至1000:1。板状金属薄片150的各个颗粒可在涂覆层160、160n中彼此重叠。特别地，美元银币状金属薄片表现出大于10的平面内相对介电常数，即第一平面中的介电常数，这会负面影响雷达传感器104收集的测量结果。

图4是图示了用粘结剂148中的板状铝金属薄片150的添加剂制成的涂料层的平面内相对介电常数404和平面外相对介电常数406之间的差异的曲线图400。在所示方面，对于给定的单位面积158，板状铝金属薄片150以粘结剂148的总体积中的20的体积百分比存在。基于电磁（EM）仿真模型的分析跨从40 GHz至140 GHz的无线电频率频谱执行。参考粘结剂介电常数绘图线402，看到粘结剂148中的金属薄片150显示出在与电场在同一平面内的第一平面（图示为x-y平面，即由第一轴线x和第二轴线y限定的第一平面）中的雷达的相当大的介电常数404。另一方面，相对介电常数绘图线406表示沿作为雷达传感器信号的传播方向的第三轴线z的平面外相对介电常数低于平面内相对介电常数，并且更接近于在绘图线402中看到的粘结剂的介电常数。因此，要理解的是，金属薄片150所表现出的相对介电常数是高度各向异性的，从而与平面外介电常数相比，表现出相对较高的平面内介电常数。这在限定平面内电场的两个轴线上都是如此。

现在参考图5A和5B，它们提供了当用于雷达封装中时板状金属薄片150的效果的说明性示例。图5A图示了在不存在涂漆的保险杠饰板120的情况下在操作76.5 GHz的频率时测量的雷达检测范围覆盖图。图5B图示了在76.5 GHz的操作频率下测量的雷达检测范围覆盖图，包括保险杠饰板的处于雷达传感器104上方的部段。该保险杠饰板部段包括板状铝金属薄片150作为涂料涂层中的颜料。该板状铝金属薄片150显示出17微米的平均长度、17微米的平均宽度和0.5微米的平均厚度，并且板状铝金属薄片150以粘结剂和铝金属薄片的总体积的20%的体积存在。如所示，当无线电波从雷达传感器104发射通过保险杠饰板120时，以及当无线电波通过保险杠饰板120返回到雷达传感器104时，包括板状铝金属薄片150的保险杠饰板造成雷达无线电波的显著总传输损耗和失真。对于图5B的失真图，无线电波失真导致在从-50度通过0度到50度的方位（或水平）角上的总体信号到达方向误差，在图5C中图示。对于图5B的失真图，无线电波失真导致在从-50度通过0度到50度的方位（或水平）角上的总体信号到达方向误差，在图5C中图示。如图5B中所示，无线电波的总传输损耗导致雷达感测范围覆盖图减小。

在本文中已经发现，通过包括呈现针状形态的极化选择性添加剂，可在各种雷达封装部件上采用分散在粘结剂中的包括薄片、例如金属薄片的涂层，这降低了电场平面内的至少一个轴线上的介电常数。极化选择性添加剂在本文中理解为如下添加剂，即：其限制在第一轴线上发射的无线电波，并允许无线电波在限定第一平面的第二轴线上通过，该第一平面与无线电波的电场在同一平面内。图6A至6C图示了包括极化选择性薄片250的涂层，该极化选择性薄片250呈现针状形态，从而使得金属薄片涂层能够用于雷达传感器封装应用。

对于给定的单位面积258，针状薄片250的颗粒分散在粘结剂248中，例如涂料144、面漆146或甚至基板140中，其体积百分比在粘结剂248和针状薄片颗粒250的总体积的10%至40%的范围内，包括其中的所有值和范围，用于给定单位面积258。在一些方面，粘结剂248是热塑性或热固性聚合物，包括以下聚合物中的一种或多种：丙烯酸、聚酯和聚氨酯。各个针状薄片颗粒250表现出5:1或更大的平均长度252与平均宽度254之比，其例如在5:1至100:1的范围内，包括其中的所有值和范围。所述长度在本文中被理解为薄片呈现的最长尺寸，并且所述厚度被理解为薄片呈现的最小尺寸。此外，针状薄片颗粒250所呈现的平均厚度256是宽度254的分数（即，零点几），其中，平均宽度254与平均厚度256之比在20:1至1000:1的范围内，包括其中的所有值和范围。在一些方面，针状薄片颗粒250的长度在5微米到100微米的范围内，包括其中的所有值和范围，针状金属薄片颗粒250的宽度在1微米到20微米的范围内，包括其中的所有值和范围，并且针状薄片颗粒250的厚度在0.1微米至5微米的范围内，包括其中的所有值和范围。

在一些方面，针状薄片颗粒250包括金属薄片，其包括以下各项中的一种或多种：金属颗粒、金属合金颗粒和金属-聚合物膜复合材料。例如，所述金属和金属合金包括以下金属中的一种或多种：银、锡、铁、青铜、铜、硅、铝、锌。金属-聚合物膜基板包括例如在一侧或两侧上金属化的聚合物膜，然后该聚合物膜被粉碎（comminute）。在另外的方面，针状薄片颗粒250可包括可存在并有助于产生金属饰面的颜料，并且包括例如石墨烯、半导体、云母颗粒、氧化钛、铝酸锶、氧化铬、二氧化硅、氧化铁、氧化锡、二氧化锡、亚铁氰化铁、锰紫、群青、炭黑、二氧化钛等。

针状薄片颗粒250在粘结剂248中定向为最大剖面面积大致平行于由第一轴线x和第二轴线y限定的第一平面对准，与雷达电场在同一平面内，并且针状金属薄片颗粒250的厚度256在平面外电场或第三轴线z的方向、即雷达传感器的信号传播方向上定向，如图所示。此外，至少30%的针状添加剂颗粒250的长度252沿场内电平面的第二轴线y对准，包括从30%到100%、50%到100%等的所有值和范围。

针状薄片颗粒250在粘结剂248中发射的无线电波的平面内电场中定向导致极化的选择性。也就是说，粘结剂248中的针状薄片颗粒250在感兴趣的电场极化上，即在垂直于针状金属薄片颗粒定向的第二轴线y的第一轴线x上，表现出相对低的介电常数；以及在不那么感兴趣的电场极化、即交叉极化方向或第二轴线y上表现出相对较高的介电常数，该第二轴线y也是针状金属颗粒定向的轴线，如图6C中所描绘的。感兴趣的极化方向上的相对介电常数可以是与电场同一平面内的交叉极化方向上的相对介电常数的大约25%。在又进一步的方面，在粘结剂248中存在针状添加剂颗粒250的多个层260、260n的情况下，针状添加剂颗粒250可在叠置层260、260n中沿平面外的z方向对准。

图7至图9提供了说明性示例，其本质上是示例性的并且不意味着限制本公开的范围。图7提供了图示与没有针状铝薄片的保险杠饰板相比，包括以粘结剂的体积的20%的量存在的针状铝薄片的在以上示例中使用的保险杠饰板部段的相对介电常数的曲线图700。基于电磁（EM）仿真模型的分析跨从40至140 GHz的无线电频率频谱执行。参考相对介电常数绘图线702，因为针状金属薄片沿其长度在y方向上定向，第一方向、即x方向上的平面内介电常数分量（permittivity component）显著降低到粘结剂介电常数的水平，介电常数绘图线704和第二轴线、即y方向上的平面内介电常数分量保持相对高，如介电常数绘图线706所示。介电常数绘图线708图示了平面外介电常数保持相对低，并接近粘结剂的介电常数，并且与板状铝金属薄片150的介电常数相同，这是由于Z轴线、即雷达信号的传播方向上的厚度没有改变。

现在转到图8，曲线图800图示了介电常数在从-90度通过0度到90度的方位角上对铝薄片的板状形态和铝薄片的针状形态的传输信号幅度失真的影响。薄片状和针状形态添加剂两者都包括分散在常规粘结剂中的铝。此外，通过发射76.5 GHz的射频执行EM仿真。如所示，与由绘图线804描绘的针形铝薄片相比，对于由绘图线802描绘的铝薄片板状颗粒，传输信号损耗更大。在信号幅度绘图线802中，对于铝薄片板状颗粒，随着反射的无线电波从0度偏离，看到信号中的损耗增加。这样的损耗可能导致感测灵敏度的降低，如图5D上所示，以及误报率的增加，其中系统将不存在的物体识别为存在。绘图线804所示的针状铝薄片颗粒的损耗很小，并且跨方位角保持相对一致，这显著改善了雷达感测范围覆盖损失。如图5D中所示，10分贝的总传输损耗可能导44%的致雷达感测范围覆盖图下降，总传输损耗5分贝可能导致25.5%的雷达感测范围覆盖图下降，3分贝的总传输损耗可能导致16.5%的雷达感测范围覆盖图下降，并且2分贝的总传输损耗可能导致11.8%的雷达感测范围覆盖图下降。

图9包括曲线图900，其图示了在从-90度通过0度到90度的方位角上由于使用板状和针状薄片形态导致的雷达信号相位失真的影响。薄片状和针状形态添加剂两者都包括分散在常规粘结剂中的铝。此外，通过发射76.5 GHz的射频执行仿真。如所见，与由绘图线904描绘的针状铝薄片相比，由绘图线902描绘的板状铝薄片从零度开始表现出更大的信号相位失真。信号相位失真可能会引入不准确的雷达目标角度测量，如图5C上所示。

本文所述的涂层添加剂和涂层提供了若干优点。这些优点中的一些包括使得能够在封装雷达传感器的部件上使用的涂料中使用高金属薄片含量。附加的优点包括减少检测到的雷达无线电波中的总信号传输损耗和失真，否则这可能导致雷达感测范围覆盖图退化、测量误差和误报增加，即，错误检测（或者未识别交通中存在的物体、识别出交通中不存在的物体、错误地识别相对于交通线的车辆位置，以及其他测量问题（或伪影））。

本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本公开的主旨的变型旨在落入本公开的范围内。这样的变型不应被认为脱离本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种雷达封装部件，包括：

基板；

附在所述基板上的涂层，所述涂层包括粘结剂，以及分散在所述粘结剂中的多个针状薄片颗粒，其中，所述多个针状薄片颗粒呈现出长度，并且所述针状薄片颗粒的按体积计的至少30%的所述长度沿第一轴线定向。

2.根据权利要求1所述的雷达封装部件，其中，所述涂层呈现金属饰面。

3.根据权利要求2所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒以所述粘结剂和针状金属薄片颗粒的总体积的10%至40%的范围存在。

4.根据权利要求3所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒各自呈现出宽度和厚度，并且平均长度与平均宽度之比在4:1至100:1的范围内，并且平均宽度与平均厚度之比在10:1至1000:1的范围内。

5.根据权利要求4所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒为针状金属薄片颗粒，所述针状金属薄片颗粒包括以下各项中的一种或多种：金属颗粒、金属合金颗粒、金属-聚合物膜复合材料。

6.根据权利要求5所述的雷达封装部件，其中，所述金属和金属合金包括例如以下金属中的一种或多种：银、锡、铁、青铜、铜、硅、铝、锌。

7.根据权利要求1所述的雷达封装部件，其中，所述针状薄片颗粒包括石墨烯、半导体、云母颗粒、氧化钛、铝酸锶、氧化铬、二氧化硅、氧化铁、氧化锡、二氧化锡、亚铁氰化铁、锰紫、群青、炭黑和二氧化钛中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的雷达封装部件，还包括雷达传感器，所述雷达传感器位于所述雷达封装部件后方，并且在以下频带中的一个中发射无线电波：24、76、79、90、120、140和240 GHz。

9.根据权利要求8所述的雷达封装部件，其中，所述雷达封装部件为以下部件中的一者：保险杠饰板、格栅、徽标、挡风玻璃、车窗、外灯以及电子装置。

10.一种车辆，包括：

雷达封装部件；以及

位于所述雷达封装部件下方的雷达传感器，所述雷达封装部件包括：

基板；以及

附在所述基板上的涂层，所述涂层包括粘结剂，以及分散在所述粘结剂中的多个针状薄片颗粒，其中，所述针状薄片颗粒呈现出长度，并且所述针状薄片颗粒的按体积计的至少30%的所述长度沿第一轴线定向。