CN209624765U - 一种毫米波雷达 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种毫米波雷达，属于汽车技术领域。该毫米波雷达包括上壳体、下壳体、位于上壳体和下壳体之间的冷却板，冷却板的外边缘置于空气中，冷却板与上壳体形成第一腔室，冷却板与下壳体形成第二腔室；螺栓连接件，将上壳体、冷却板和下壳体固定连接；电源板，位于第二腔室中，与接插件电连接，且电源板的边缘与冷却板接触；天线板，位于第一腔室中，且天线板的边缘与冷却板接触；密封圈，冷却板和上壳体之间以及冷却板和下壳体之间均设置有密封圈。本实用新型实现了加工工艺及结构简单，尺寸小，密封效果好，能够保证PCB板的振动等级等效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种毫米波雷达。
背景技术
随着汽车安全标准、汽车电子化水平以及人们对驾驶安全需求的不断增长，近几年来，具备主动安全技术的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，高级驾驶辅助系统)系统呈现快速发展的趋势，这其中需要大量的传感器。其中，毫米波雷达是ADAS系统的主要传感器，可以对目标进行有无检测、测距、测速以及方位测量，有极强的穿透率，能够穿过光照、降雨、扬尘、下雾或霜冻来准确探测物体，可以在全黑的环境工作，可全天候工作。
由于监测精度和范围的提高，毫米波雷达的配置数量也一直提高，因此要求毫米波雷达的尺寸越来越小，保证雷达的整车布置更加方便。目前主流的毫米波雷达为了缩小尺寸都采用的双层板方案。毫米波雷达包括上壳体和下壳体，壳体内设置有两层PCB板，一块作为电源板，与电源接插件连接，一块作为天线板通过发射平面发射毫米波，通过板间接插件传递信号，中间增加金属块作为散热。
为了保证毫米波雷达的散热，现有技术中通常直接将金属块暴露在外部，金属块表面注塑成型密封垫，毫米波雷达的下壳体嵌件注塑插件，上壳体发射面采用透波材料制成，然后将上壳体和下壳体通过卡扣连接。
其中，金属块上需要双射注塑两个密封圈，制造工艺相对复杂，并且密封性能与密封圈截面关系密切，如果截面设计不当，容易出现密封失效的问题，并且通过卡扣固定上壳体和金属块，再由金属块和下壳体固定，卡扣设计难度偏大，并且卡扣尺寸偏大，增大了雷达的整体尺寸，且两块PCB板通过上壳体、下壳体与金属块实现定位，整体尺寸链过大，很难保证PCB板的振动等级。
因此，亟需提供一种毫米波雷达解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种毫米波雷达，加工工艺及结构简单，尺寸小，密封效果好，能够保证PCB板的振动等级。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种毫米波雷达，包括：
上壳体，设置有发射面；
下壳体，设置有接插件，所述下壳体与所述接插件一体成型；
冷却板，由金属材料制成，设置于所述上壳体和所述下壳体之间，且所述冷却板的外边缘置于空气中，所述冷却板与所述上壳体形成第一腔室，所述冷却板与所述下壳体形成第二腔室；
螺栓连接件，将所述上壳体、所述冷却板和所述下壳体固定连接；
电源板，位于所述第二腔室中，与所述接插件电连接，且所述电源板与所述冷却板的下表面接触；
天线板，位于所述第一腔室中，且所述天线板与所述冷却板的上表面接触；所述天线板与所述电源板之间利用穿过所述冷却板的板间接插件连接；
密封圈，所述冷却板和所述上壳体之间以及所述冷却板和所述下壳体之间均设置有所述密封圈。
作为可选，所述电源板的边缘与所述冷却板的下表面接触，所述天线板的边缘与所述冷却板的上表面接触。
作为可选，所述电源板和所述天线板均通过紧固螺钉与所述冷却板连接。
作为可选，所述天线板上设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩用于屏蔽所述天线板上的天线芯片发出的信号。
作为可选，所述冷却板为矩形，且所述冷却板的下表面上设置至少两个板间定位导向柱，其中两个所述板间定位导向柱呈对角设置，所述板间定位导向柱用于所述电源板与所述冷却板的定位。
作为可选，所述冷却板设置有用于放置所述电源板的容置槽和所述天线板的容置槽，每个容置槽的侧壁上间隔设置有多个边缘导向定位结构，所述电源板的边缘和所述天线板的边缘分别与相应的边缘导向定位结构抵接。
作为可选，所述接插件设置有外接部和内接部，所述电源板上设置有连接器排母，所述连接器排母与所述内接部电连接。
作为可选，所述下壳体设置有壳体定位导向柱，所述壳体定位导向柱设置于所述内接部两侧。
作为可选，所述上壳体由透波材料制成，且所述上壳体的发射面的厚度为雷达波长的整数倍。
作为可选，所述上壳体上设置有与所述冷却板、所述天线板和所述电源板所组成整体结构的上半部分匹配的边缘导向定位结构，所述下壳体上设置有与所述整体结构的下半部分匹配的边缘导向定位结构。
本实用新型的有益效果：
1)通过采用螺栓连接件依次穿过上壳体、冷却板和下壳体，并将三者连接，结构简单，连接稳固，省去了尺寸偏大、且需要专门加工的卡扣结构，同时避免了尺寸链过大导致的PCB板振动等级不满足要求的情况发生。
2)冷却板由金属材质制成，且冷却板的外边缘置于空气中，毫米波雷达的热量可以直接通过冷却板散发到外界。
3)采用冷却板和上壳体之间以及冷却板和下壳体之间均设置密封圈的方式进行密封，替代原有的双射密封方式，解决了现有技术中制造工艺复杂，且容易出现密封失效的问题。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的毫米波雷达的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中的毫米波雷达的分解图；
图3是本实用新型实施例中的双板总成的分解图；
图4是图2中A处放大示意图。
图5是本实用新型实施例中的冷却板的结构示意图。
图中：
1、上壳体；
2、下壳体；21、PIN针；22、壳体定位导向柱；23、螺纹孔；
3、双板总成；31、冷却板；311、连接孔；312、板间定位导向柱；32、天线板；33、电源板；34、屏蔽罩；35、板间接插件母端；36、板间接插件公端；37、连接器排母；38、定位孔；
4、密封圈；5、密封槽。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实施例公开一种毫米波雷达，如图1-3所示。该毫米波雷达包括上壳体1、下壳体2、以及位于上壳体1和下壳体2之间的冷却板31，三者通过螺栓连接件固定连接；并且冷却板31和上壳体1形成第一腔室，冷却板31和下壳体2形成第二腔室，第一腔室中设置有天线板32，第二腔室中设置有电源板33。
上壳体1设置有发射面，且发射面由透波材料制成，第一腔室中的天线板32经过发射面可以发射信号；下壳体2由非金属材料制成，并且下壳体2通过嵌件注塑工艺设置有接插件；通过将接插件嵌件注塑于下壳体2上，使得接插件和下壳体2成型为一体，避免了金属材质的下壳体2需要单独布置接插件，从而降低了加工难度。并且，冷却板31由金属材质制成，且冷却板31的外边缘置于空气中，毫米波雷达的热量可以直接通过冷却板31散发到外界；同时位于冷却板31两侧的天线板32和电源板33均与冷却板31接触，其中天线板32与冷却板31的上表面接触，电源板33与冷却板31的下表面接触，且天线板32与电源板33之间利用穿过冷却板31的板间接插件连接，这样设置使得金属材质的冷却板31与主要发热器件：电源板33和天线板32直接接触，利于散热。
其中，接插件用于实现与电源板33的电连接。
并且可选，电源板33的边缘与冷却板31的下表面接触，天线板32的边缘与冷却板31的上表面接触，这样设置有利于电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，简称EMC)防护，避免电磁干扰。本实施例中的冷却板31可由铝合金材质制成，质量轻，成本低且具有一定刚度。
并且，参照图2，冷却板31和上壳体1之间以及冷却板31和下壳体2之间均设置有密封圈4，该设置避免了需要在金属下壳体2和接插件的连接处进行双射注塑形成密封部等复杂操作，且能够确保毫米波雷达的密封等级。其中密封圈4与冷却板31为分体结构，密封圈4可以采用现有的O型密封圈4，降低采用双射注塑加工密封圈的加工难度的同时，便于密封圈4的老化更换，便于毫米波雷达的密封维护。具体地，冷却板31的上表面和下壳体2的上表面分别设置有密封槽5，密封圈4位于密封槽5内，并由上壳体1和下壳体2分别挤压形成密封连接。
其中，螺栓连接件包括多个连接螺钉，上壳体1和冷却板31均设置有光孔，下壳体2设置有螺纹孔23，连接螺钉依次穿过上壳体1、冷却板31和下壳体2，并将三者连接，结构简单，连接稳固，省去了尺寸偏大、且需要专门加工的卡扣结构，同时避免了尺寸链过大导致的PCB板振动等级不满足要求的情况发生。并且，下壳体2直接设置螺纹孔23，还可以省去螺母，以减少毫米波雷达的零件数量。当然，在实际应用中，也可以在下壳体2上也设置对应的光孔，此时螺栓连接件包括连接螺钉和螺母，通过连接螺钉和螺母实现上壳体1、冷却板31和下壳体2之间的连接。
另外，下壳体2嵌件注塑的接插件包括外接部和内接部，其中外接部用于与外界电源连通，内接部与毫米波雷达内部电源板33电连接。具体地，电源板33设置有连接器排母37，连接器排母37与内接部的PIN针21连接，这样设置可以使得电源板33能与外界电源稳定连接。另外，连接器排母37可以直接粘贴在电源板33上，安装方便，无需将接插件的与电源板33进行焊接，以实现电源板33与外界电源的连通。进一步地，如图4所示，下壳体2设置有壳体定位导向柱22，壳体定位导向柱22设置于内接部两侧，相应的，电源板33设置有与壳体定位导向柱22插设的定位孔38，这样设置主要便于内接部的PIN针21能够顺利与连接器排母37进行连接。
可选地，天线板32用于布置天线和天线芯片，且天线芯片配置有屏蔽罩34，用于屏蔽天线板32上天线芯片发出的信号，避免天线芯片的信号对天线接收或发送信号造成干扰。进一步地，上壳体1由透波材料制成，且上壳体1的发射面的厚度为雷达波长的整数倍，以尽可能减小毫米波的衰减。
可选地，冷却板31设置有用于卡放电源板33的容置槽和天线板32的容置槽，容置槽的侧壁上间隔设置有多个边缘导向定位结构，电源板33的边缘和天线板32的边缘分别与相应的边缘导向定位结构抵接。由于天线板32和电源板33的边缘均与冷却板31接触，以利于EMC防护以及满足散热要求，但是天线板32和电源板33的边缘直接与冷却板31上的容置槽侧壁接触，势必会导致容置槽的侧壁需要满足较高的加工精度，加工成本较高，通过间隔设置于容置槽侧壁的边缘导向定位结构可以降低容置槽侧壁的加工精度。于本实施例中，边缘导向定位结构可类似筋板结构的设计，如直角三角形结构的筋板或直角梯形结构的筋板，其中边缘导向定位结构与容置槽的侧壁和底面连接，这种结构能对电源板33以及天线板32安装于容置槽时起到导向以及定位的作用。
在实际应用中，毫米波雷达的板间接插件可包括板间接插件公端36和板间接插件母端35，其中一个设置于电源板33上，另一个设置于天线板32上，冷却板31设置有连接孔311，板间接插件公端36和板间接插件母端35穿过连接孔311连接。通过板间接插件公端36和板间接插件母端35可以实现电源板33和天线板32之间的信号传输。于本实施例中，冷却板31的边缘具有一定厚度，其中该厚度大于等于板间接插件公端36和板间接插件母端35连接后的高度。
另外，如图5所示，冷却板31可为矩形，且冷却板31的下表面上设置至少两个板间定位导向柱312，其中两个板间定位导向柱312呈对角设置，板间定位导向柱312用于电源板33与冷却板31的定位。通过呈对角设置板间定位导向柱312，可以以较少数量的板间定位导向柱312达到较好的整体导向效果。于本实施例中，冷却板31的下表面设置有板间定位导向柱312，相应的，电源板上设置有用于与板间定位导向柱312配合插设的通孔，安装时，先将通过冷却板31上的板间定位导向柱312于电源板33上的通孔进行导向定位，并通过紧固螺钉完成电源板33与冷却板31的安装，然后通过天线板32和电源板33分别设置的板间接插件公端36和板间接插件母端35连接，起到天线板32与冷却板31安装时的导向作用，然后再通过紧固螺钉实现天线板32与冷却板31的安装。当然，在实际应用中，类似地也可以在冷却板31的上表面设置板间定位导向柱，实现天线板32与冷却板31的定位，甚至可以在冷却板的上下表面均设置板间定位导向柱，分别实现天线板32与冷却板31的定位，以及电源板33与冷却板31的定位。
此外，再次参照图2，为了便于毫米波雷达的安装，本实施例将毫米波雷达中的各个零部件进行模块划分，其中毫米波雷达划分为壳体总成和双板总成3，壳体总成包括上壳体1和下壳体2；双板总成3包括电源板33和天线板32，其中电源板33和天线板32均由PCB板制成，且两者为毫米波雷达的核心部件，另外，双板总成3还包括冷却板31，电源板33和天线板32均通过紧固螺钉与冷却板31连接，这样便于将天线板32和电源板33的热量直接通过冷却板31排出，且利于EMC防护。于本实施例中，双板总成3还包括屏蔽罩34。并且，上壳体1上设置有与冷却板31、天线板32和电源板33所组成整体结构的上半部分匹配的边缘导向定位结构，下壳体2上设置有与整体结构的下半部分匹配的边缘导向定位结构，其中冷却板31的外边缘，也即整体结构的中间部分置于空气中。虽然毫米波雷达整个产品的零部件偏多，但是组装过程中可以将冷却板31、天线板32和电源板33作为一个整体看待，待双板总成3组装完毕后，再通过螺栓连接件与壳体总成连接，安装过程简单，且只需保证双板总成3与壳体总成进行组装便能保证整体组装的安装尺寸稳定性。并且通过紧固螺钉实现双板总成3中各部件的连接，可以保证双板总成3的连接稳定性，使得雷达内部的双板总成3满足振动等级。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种毫米波雷达，其特征在于，包括：
上壳体(1)，设置有发射面；
下壳体(2)，设置有接插件，所述下壳体(2)与所述接插件一体成型；
冷却板(31)，由金属材料制成，设置于所述上壳体(1)和所述下壳体(2)之间，且所述冷却板(31)的外边缘置于空气中，所述冷却板(31)与所述上壳体(1)形成第一腔室，所述冷却板(31)与所述下壳体(2)形成第二腔室；
螺栓连接件，将所述上壳体(1)、所述冷却板(31)和所述下壳体(2)固定连接；
电源板(33)，位于所述第二腔室中，与所述接插件电连接，且所述电源板(33)与所述冷却板(31)的下表面接触；
天线板(32)，位于所述第一腔室中，且所述天线板(32)与所述冷却板(31)的上表面接触；所述天线板(32)与所述电源板(33)之间利用穿过所述冷却板(31)的板间接插件连接；
密封圈(4)，所述冷却板(31)和所述上壳体(1)之间以及所述冷却板(31)和所述下壳体(2)之间均设置有所述密封圈(4)。
2.根据权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述电源板(33)的边缘与所述冷却板(31)的下表面接触，所述天线板(32)的边缘与所述冷却板(31)的上表面接触。
3.根据权利要求2所述的毫米波雷达，其特征在于，所述电源板(33)和所述天线板(32)均通过紧固螺钉与所述冷却板(31)连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的毫米波雷达，其特征在于，所述天线板(32)上设置有屏蔽罩(34)，所述屏蔽罩(34)用于屏蔽所述天线板(32)上的天线芯片发出的信号。
5.根据权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述冷却板(31)为矩形，且所述冷却板(31)的下表面上设置至少两个板间定位导向柱(312)，其中两个所述板间定位导向柱(312)呈对角设置，所述板间定位导向柱(312)用于所述电源板(33)与所述冷却板(31)的定位。
6.根据权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述冷却板(31)设置有用于放置所述电源板(33)的容置槽和所述天线板(32)的容置槽，每个容置槽的侧壁上间隔设置有多个边缘导向定位结构，所述电源板(33)的边缘和所述天线板(32)的边缘分别与相应的边缘导向定位结构抵接。
7.根据权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述接插件设置有外接部和内接部，所述电源板(33)上设置有连接器排母(37)，所述连接器排母(37)与所述内接部电连接。
8.根据权利要求7所述的毫米波雷达，其特征在于，所述下壳体(2)设置有壳体定位导向柱(22)，所述壳体定位导向柱(22)设置于所述内接部两侧。
9.根据权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述上壳体(1)由透波材料制成，且所述上壳体(1)的发射面的厚度为雷达波长的整数倍。
10.根据权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，所述上壳体(1)上设置有与所述冷却板(31)、所述天线板(32)和所述电源板(33)所组成整体结构的上半部分匹配的边缘导向定位结构，所述下壳体(2)上设置有与所述整体结构的下半部分匹配的边缘导向定位结构。
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