EP4508459A1 - Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un agencement de couches - Google Patents

Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un agencement de couches

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Publication number
EP4508459A1
EP4508459A1 EP23715144.4A EP23715144A EP4508459A1 EP 4508459 A1 EP4508459 A1 EP 4508459A1 EP 23715144 A EP23715144 A EP 23715144A EP 4508459 A1 EP4508459 A1 EP 4508459A1
Authority
EP
European Patent Office
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layer
layers
radar
subset
waves
Prior art date
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Pending
Application number
EP23715144.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Renaud
Pierre Albou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of EP4508459A1 publication Critical patent/EP4508459A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/027—Constructional details of housings, e.g. form, type, material or ruggedness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H01Q1/422—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising two or more layers of dielectric material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93277—Sensor installation details in the lights

Definitions

  • Vehicle assembly comprising a radar sensor and a layer arrangement
  • the present invention relates to a vehicle assembly. It finds a particular but non-limiting application in motor vehicles.
  • a vehicle assembly comprises, in a manner known to those skilled in the art:
  • a radar sensor configured to emit radar waves
  • the arrangement of layers forms an illuminated logo.
  • the radar sensor is thus placed behind the illuminated logo and meets the needs for detecting an object in the exterior environment of the vehicle.
  • a disadvantage of this state of the art is that when a radar wave is emitted by the radar sensor, it travels to the layer arrangement and is reflected on the layer arrangement. This generates in particular three reflected waves, one of which was reflected on the exterior face of the layer arrangement and two others inside the layer arrangement. The three reflected waves are so-called order 1 reflected waves which return to the radar sensor. This hinders the propagation of radar waves. This reduces the signal-to-noise ratio of said radar sensor and thus causes disturbances for detection by the radar sensor. The radar sensor loses detection range. Consequently, this may result in a detection error or no detection of an object even though the latter is present in the exterior environment of the vehicle.
  • the present invention aims to propose a vehicle assembly which makes it possible to resolve the mentioned drawback.
  • the invention proposes a vehicle assembly for a vehicle, said vehicle assembly comprising:
  • a radar sensor configured to emit radar waves over a range of wavelengths
  • an arrangement of layers arranged opposite said radar sensor and configured to perform a light function, said arrangement of layers comprising a first subset of at least one reflective layer in the visible range, each layer having a primary refractive index and a primary thickness, and a second subset of at least one transparent layer in the visible range, each layer having a secondary refractive index, said primary refractive index being high compared to said secondary refractive index in the radar domain, characterized in that:
  • said vehicle assembly may also include one or more additional characteristics taken alone or in all technically possible combinations, among the following.
  • the total thickness of said second subset of layers is dimensioned so that there is a phase shift of 7t modulo 271 between the incident waves of the radar waves on the exterior face of said first sub-layer. -assembly and the waves reflected on the exterior face of said second sub-assembly when they emerge from said first sub-assembly.
  • the total thickness of said second subset of layers is dimensioned by modifying the thickness of only one of the layers of said second subset.
  • each layer of said first subset has a refractive index which has a difference with the refractive index of another layer of said first adjacent subset less than 0.1 in the domain radar.
  • each layer of said second subset has a refractive index which has a difference with the refractive index of another adjacent layer of said second subset less than 0.1 in the domain radar.
  • each layer of said second subset has a refractive index which has a difference with the refractive index of a layer of said first subset greater than 0.1 in the radar domain.
  • said vehicle assembly comprises at least one light source configured to emit visible light which enters said arrangement of layers through a slice of one of the layers of said second subassembly of said arrangement of layers.
  • said at least one reflective layer in the visible range is composed of titanium particles.
  • the arrangement of layers forms an illuminated logo or an illuminated front grille or forms part of a projector.
  • said radar sensor is a millimeter wave or microwave or microwave radar sensor.
  • said radar waves are transmitted on a frequency band between 100MHz and 5GHz.
  • the light function is a lighting and/or signaling function.
  • the second subset of layers comprises:
  • the first subset of layers is reflective, diffusing white.
  • the total thickness of said first subassembly is determined for an angle said angle of incidence which is equal to arctan(dl/(2e4)), with e4 the distance between said sensor radar and said arrangement of layers and dl the distance between a transmitting antenna and receiving antennas of said radar sensor.
  • the total thickness of said first subset of layers is dimensioned so that there is a phase shift of 7t modulo 271 between the incident waves of the radar waves on the exterior face of said first subset and the waves reflected on the interface between said first sub-assembly and said second sub-assembly when they emerge from said first sub-assembly.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vehicle assembly, said vehicle assembly comprising a radar sensor and an arrangement of layers, said arrangement of layers comprising a first subset of layers and a second subset of layers, according to a non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a front view of a vehicle assembly of Figure 1, according to a non-limiting embodiment, said vehicle assembly further comprising a light decoupling relief structure, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 3 is a schematic view of a radar wave emitted by the radar sensor of the vehicle assembly of Figure 1 or Figure 2, which generates reflected waves which reflect on one face of the arrangement of layers of the vehicle assembly of Figure 1 or Figure 2 and inside said arrangement of layers, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 4 is a schematic view of a radar wave emitted by the radar sensor of the vehicle assembly of Figure 1 or Figure 2, reflected waves which reflect on two faces of the layer arrangement of the vehicle assembly of Figure 1 or Figure 2, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 5 is a schematic view of the layers of the layer arrangement of the vehicle assembly of Figure 1 or Figure 2, said layer arrangement comprising a first subset of layers and a second subset of layers , according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 6 is a first results diagram on which two reflectivity curves relating to a radar wave of the radar sensor of FIG. 1 are represented, when the second subset of the layer arrangement of FIG. 1 is optimized so as to minimize the reflected waves of Figure 3, according to a non-limiting embodiment,
  • FIG. 7 is a first results diagram on which two reflectivity curves relating to a radar wave of the radar sensor of Figure 1 are represented, when the second subset of the layer arrangement of Figure 1 is optimized so as to minimize the reflected waves of Figure 3, and when the first subset of layers of the layer arrangement of Figure 1 is optimized so as to minimize the reflected waves of Figure 4, according to a non-limiting embodiment.
  • vehicle assembly 1 of a vehicle 2 is described with reference to Figures 1 to 7.
  • vehicle assembly 1 is otherwise called vehicle system 1.
  • vehicle 2 is a motor vehicle.
  • motor vehicle we mean any type of motorized vehicle. This embodiment is taken as a non-limiting example in the remainder of the description. In the remainder of the description, the vehicle 2 is thus otherwise called motor vehicle 2.
  • the vehicle assembly 1 is arranged in the grid of the motor vehicle 2. In another non-limiting embodiment , the vehicle assembly 1 can be integrated into a body part located at the rear of the motor vehicle 2.
  • the vehicle assembly 1, otherwise called vehicle arrangement 1, comprises:
  • a radar sensor 10 configured to emit radar waves RI
  • the radar sensor 10 is described below. As illustrated in Figure 1, the radar sensor 10 is arranged facing the arrangement of layers 11.
  • the radar sensor 10 is a millimeter wave radar sensor (between 24 GHz and 300 GHz ) or microwaves (between 300MHz and 81GHz) or microwaves (between 1GHz and 300GHz).
  • the radar sensor 10 operates at a radar frequency of between 76GHz and 81GHz.
  • the radar waves RI are transmitted over a range Al of wavelengths X.
  • the radar waves RI are transmitted over a frequency band between 100MHz and 5GHz.
  • the radar sensor 10 operates at a radar frequency of 77GHz, i.e.
  • the RI radar waves will thus be transmitted over the frequency range 76.5GHZ to 77.5GHz, i.e. an Al range of wavelengths X from 3.87mm to 3.92mm.
  • the radar sensor 10 operates at a radar frequency of 78.5GHz with a frequency band of 5GHz, the radar sensor 10 will operate on a frequency band of 76GHZ to 81GHz.
  • the RI radar waves will thus be transmitted over the frequency range 76GHZ to 81GHz, i.e. an Al range of wavelengths X from 3.701mm to 3.945mm.
  • the transmitted radar waves RI arrive with an angle of incidence 0 on the arrangement of layers 11.
  • the angle of incidence 0 is between 0° and +-30°.
  • the radar sensor 10 includes a field of view FOV which thus varies between -30° and +30°.
  • the center of the FOV field of view is an angle of 0° relative to the vehicle's longitudinal axis Ox, otherwise called vehicle axis Ox.
  • the field of view FOV varies between -90° and +45°.
  • the center of the field of view FOV is an angle of -45° relative to the vehicle axis Ox and the angle of incidence 0 of the radar waves RI on the arrangement of layers 11 remain close to 0° (the whole of vehicle 1 then being positioned at approximately 45° from the vehicle axis Ox).
  • the radar sensor 10 is configured to scan the external environment of the motor vehicle 1, thanks to the emission of radar waves RI. As illustrated in Figure 1, the radar sensor 10 thus comprises:
  • At least one transmitting antenna 100 configured to emit radar waves RI, otherwise called primary radar waves RI,
  • At least two receiving antennas 101 configured to receive radar waves R2, otherwise called secondary radar waves R2 or return radar waves R2.
  • the radar sensor 10 further comprises at least one transmitter 103 configured to generate the primary radar waves RI and at least one receiver 104 configured to process the secondary radar waves R2 received in return.
  • a single electronic component can be used for both transmission and reception functions.
  • transmitter/receiver we will thus have one or more transmitter/receiver called “transceiver” in English.
  • Said transmitter 103 generates primary radar waves RI which are subsequently emitted by the transmitting antenna 100, which when they encounter an object 3 (here a pedestrian in the non-limiting example illustrated) in the external environment of the motor vehicle 2 are reflected on said object 3.
  • the radar waves thus reflected are waves transmitted back to the radar sensor 10. These are the secondary radar waves R2 received by the receiving antennas 101.
  • the primary radar waves RI and the secondary radar waves R2 are radio frequency waves.
  • the radar sensor 10 comprises a plurality of transmitters 103 and a plurality of receivers 104.
  • the transmitting antenna 100 is configured to transmit the primary radar waves RI generated by the transmitter 103.
  • the receiving antennas 101 are configured to receive the secondary radar waves R2 and communicate them to the receiver 104 which subsequently processes them. There is a phase shift between the secondary radar waves R2 received by the receiving antennas 101 which makes it possible to deduce the angular position of the object 3 relative to the motor vehicle 2, object 3 which is in the external environment of the motor vehicle 2.
  • the antennas 100, 101 are patch antennas otherwise called "patch antenna” in English or slot antennas otherwise called “slot antenna” in English.
  • the antennas 100, 101, the transmitter 103 and the receiver 104 are arranged on a printed circuit board 105.
  • the printed circuit board is a rigid printed circuit board, otherwise called PCBA (“Printed Circuit Board Assembly” in English or a flexible printed circuit board, otherwise called “Flexboard” in English.
  • the radar sensor 10 further comprises an electronic control unit 106 configured to control the transmitter 103 and the receiver 104.
  • a radar sensor being known to those skilled in the art, it is not described in more detail here .
  • the layer arrangement 11 is described below. As illustrated in Figure 1 or Figures 3 to 5, it includes:
  • the layer arrangement 11 is configured to perform a luminous function.
  • the first subset SI and the second subset S2 collaborate in producing said light function.
  • the light function is a lighting and/or signaling function. This is a so-called regulatory light function.
  • the arrangement of layers 11 forms an illuminated logo or an illuminated front grille or is part of a projector.
  • the vehicle assembly 1 comprises one or more light sources 12.
  • the logo or the front grille or the decoupling relief structure 13 are illuminated by a plurality of light sources.
  • said vehicle assembly 1 comprises at least one light source 12 configured to emit visible light Lx, otherwise called light Lx or light, which fits into said arrangement of layers 11 by one slice.
  • the light sources 12 are arranged around the periphery of said arrangement of layers 11 at the level of the layers 112 of the second subassembly S2.
  • the arrangement of layers 11 is part of a projector 5 which also includes a light module 50 which also has one or more light sources (not shown).
  • the light sources 12 generate light rays (not illustrated) and produce the light Lx which is injected into the transparent layers 112 and which is reflected on said at least one layer 110.
  • one of the transparent layers 112 is configured to serve as a light guide for said light Lx, and the other layers 112 are style or protection layers (against corrosion in a non-limiting example).
  • the light sources 12 are semiconductor light sources.
  • the semiconductor light sources form part of a light-emitting diode.
  • light-emitting diode we mean any type of light-emitting diode, whether in non-limiting examples of LEDs (“Light Emitting Diode”), OLEDs (“organic LEDs”), AMOLEDs (Active-Matrix-Organic LEDs), or even FOLEDs (Flexible OLED).
  • the light sources 12 is a bulb with a filament.
  • the first subset SI of layers 110 is arranged opposite the radar sensor 10, while the second subset S2 of layers 112 is adjacent to the first subset SI of layers 110 and is arranged facing the exterior of the motor vehicle 2.
  • the first sub-assembly SI is a diffusing reflective sub-assembly, namely said at least one layer 110 is diffusing reflective, and the second sub-assembly S2 is transparent in the domain visible, namely the layers 112 are transparent to visible light.
  • the first sub-assembly SI is a transparent sub-assembly in the visible domain with a light-decoupled relief structure 13, namely said at least one layer 110 is transparent to visible light and comprises a light-decoupled relief structure 13, and the second subassembly S2 is transparent in the visible range, namely the layers 112 are transparent to visible light.
  • the light decoupling relief structure 13 is configured to decouple the light Lx produced by the light sources 12.
  • the reliefs 130 of the light decoupling relief structure 13 are local modifications of the relief of the face on which they are located, namely here one of the layers 110 facing the radar sensor 10.
  • the structure of light decoupling reliefs 13 comprises a plurality of:
  • optical micros obtained by laser impact and/or
  • the reliefs 130 are minidiscs and/or micro-cones, and/or micro-cones-prisms and/or miniprisms and/or graining. To describe such a diffusion surface, we often speak of a micro-optical surface.
  • the first sub-assembly of layer si is configured to return the light Lx produced by the light sources 12 towards the outside of the motor vehicle 2.
  • Each layer 110 of the first sub-assembly SI has a primary refractive index nlO , otherwise called refractive index nlO, and a primary thickness elO, otherwise called thickness elO.
  • the first subset SI includes a total thickness el composed of all the thicknesses elO.
  • the layers 110 each have a refractive index nlO very close to the refractive index nlO of another adjacent layer 110, in other words contiguous.
  • each layer 110 has a refractive index nlO which has a difference with the refractive index nlO of an adjacent layer 110 of said first subassembly SI less than 0.1.
  • This threshold also makes it possible to make the internal reflected waves between the layers 110 of the first subassembly SI negligible.
  • the difference is less than 0.05.
  • the second subset of layers S2 is configured to propagate visible light Lx in layers 112, which makes it possible to increase the efficiency of the light function.
  • Each layer 112 of the second subassembly S2 has a secondary refractive index n20, otherwise called refractive index n20, and a secondary thickness e20, otherwise called thickness e20.
  • the second subassembly 52 includes a total thickness e2 composed of all the thicknesses e20.
  • the layers 112 each have a refractive index n20 very close to the refractive index n20 of an adjacent, in other words contiguous, layer 112.
  • each layer 112 has a refractive index n20 which has a difference with the secondary refractive index n20 of an adjacent layer 112 of said second subset 52 less than 0.1.
  • This threshold also makes it possible to make the internal reflected waves between the layers 112 of the second sub-assembly 52 negligible.
  • the second sub-assembly 52 comprises two layers 112a and 112b including the layer 112a which serves as a guide of light for Lx light, and layer 112b which is a protective layer.
  • the output layer 112a has a secondary refractive index n20a which has a difference with the secondary refractive index n20b of the protection layer 112b which is adjacent to it less than 0.1 in the radar domain.
  • the difference is less than 0.05.
  • the secondary refractive index n20a is equal to 1.6 and the secondary refractive index n20b is equal to 1.62.
  • each layer 112 of the second subassembly 52 has a refractive index n20 which has a difference with the refractive index nlO of a layer 110 of said first subassembly SI greater than 0.1 .
  • refractive index delta greater than 0.1 in the radar domain.
  • the first SI subset of layers 110 comprises a single layer 110.
  • the layer 110 is a layer of white reflective material.
  • the first subset SI of layers 110 is reflective, diffusing white. This makes it possible to maximize the efficiency of the light sources 12 otherwise half of the visible light Lx would be lost.
  • the material is composed of Tio2 titanium particles.
  • it is a plastic with a titanium oxide dopant. Note that the greater the titanium oxide doping, the more optically reflective the material is, and therefore the higher the refractive index in the radar range.
  • the doped plastic is PC (polycarbonate). Titanium doping has the following advantages:
  • the plastic layer 110 doped with titanium oxide contributes to the production of the luminous function. Furthermore, it will be noted that titanium helps protect plastic doped with titanium.
  • Layer 110 is a layer transparent to radar waves RI, R2 but not to visible light Lx, i.e. it allows radar waves RI to pass, but not visible light Lx since the latter is largely reflected on layer 110 ( particularly on the J12 interface described later).
  • its thickness elO is a few millimeters.
  • the primary refractive index nlO of this layer 110 is equal to 2.
  • the second subset S2 of layers 112 comprises:
  • the protective layer 112b can also be an anti-scratch layer.
  • the output layer 112a is made of PC. It is a layer transparent to both radar waves RI, R2 and visible light Lx.
  • the protective layer 112b comprises a thickness e20b of substantially 50 micrometers.
  • the protective layer 112b is a deposit of a protective varnish.
  • the reflected waves R12, R13 and R14 comprise, before reflection, an incident part which passes through the layers 110 for R12, 110 and 112a for R13, and 110, 112a and 112b for R14.
  • the intensity of reflection varies from one reflected wave to another.
  • the reflection intensity of R13 is negligible because the difference in reflection index between n20a and n20b is very very small and the Fresnel reflections are therefore negligible.
  • Its reflection intensity is less than 0.5% of the radar wave RI, while the reflection intensity of the reflected waves Rll, R12 and R14 varies between 3 and 8% in a non-limiting example.
  • the reflected wave R13 has very little effect on the transmission of the radar wave RI, while the reflected waves Rll, R12 and R14 disturb the radar wave RI.
  • the first subset of layers 110 comprises several layers 110
  • all of the layers 110 of the first subset SI are equivalent to a single equivalent layer of total thickness el with an equivalent refractive index n eqi (illustrated in Figures 1, 3 and 4) when the layers 110 each have a refractive index nlO very close to the refractive index nlO of another adjacent layer 110, in other words contiguous .
  • n eqi illustrated in Figures 1, 3 and 4
  • first subassembly SI if the latter comprises a plurality of layers 110 with very close refractive indices nlO. It will have an equivalent index n eq i. Note that a refractive index n can be calculated from the permittivity of a layer. This calculation being known to those skilled in the art, it is not described here.
  • a minimum reflection intensity value l(M) is obtained when the different layers of the two subassemblies SI, S2 are optimized so as to separately induce a phase shift of 7t modulo 271 to respectively have destructive interference between the terms Rll & R14 and Rll & R12.
  • Rll & R14 in order to minimize the parasitic waves Rll, R12 and R14, it is therefore necessary that Rll and R12 are in phase opposition to create destructive interference, and also that Rll and R14 are in phase opposition to create destructive interference.
  • the term R12&R14 will remain in the constructive phase, but it is significantly less impactful than the sum of the other two terms because the term R12&R14 is lower in intensity than the terms R11&R14 and R11&R12.
  • each non-equivalent layer must be optimized separately to reduce spurious waves and improve the transmission of RI radar waves. In this case, each non-equivalent layer must induce a phase shift of 7t modulo 27t.
  • the total thickness el of the first sub-assembly SI of layers 110 is dimensioned so that there is a phase shift of 7t modulo 271 between Rll and R12.
  • the total thickness el of the first subset SI of layers 110 is dimensioned so that there is a phase shift of 7t modulo 271 between the incident waves Rll of the radar waves RI on the exterior face Sl.l of the first sub -set SI and the reflected waves R12 on the interface J12 between said first subset SI and said second subset S2 when they emerge from said first subset SI.
  • phase difference A(p, otherwise called phase shift A(p, between these two reflected waves Rll and R12 is equal to:
  • the equivalent refractive index for the first subset SI here equal to nlO because there is only one layer 110 in the non-limiting example taken
  • the equation el m X/ (2n eqi cos (r)) is applied whatever the value of the angle r.
  • this thickness el is dimensioned so that it is equal to m times a wavelength times the cosine of a refracted angle r corresponding to the angle of incidence 0 of the radar waves RI, with m integer.
  • the thickness el of the first subset SI can be determined so that said waves reflected Rll and R12 cancel each other.
  • the wavelength X chosen is that of the middle of said range Al.
  • the first set of SI layers comprises a total thickness el which is between 0.8 and 1.2 times said ideal total thickness el.
  • This range of values takes into account the possible emission angles of the radar sensor 10.
  • the possible values of the angle of incidence 0 are defined in the technical specifications of the radar sensor 10, which means that the possible values of the angle of incidence 0 are in the field of view of the radar sensor 10.
  • the angle of incidence 0 is between 0° and + -30°.
  • This range value of 0.8 to 1.2 allows the manufacturing tolerances of the total thickness eO to be taken into account. It will be noted that in the non-limiting example taken, the thickness elO of the layer 110 of white reflective material which is composed of titanium particles Tio2 is easily controllable in terms of industrial process.
  • angle incidence 0 there exists a value of the angle of incidence 0 for which the reflected radar waves Rll and R12 cause maximum disturbance of the receiving antennas 101 of the radar sensor 10.
  • This angle of incidence 0 is called angle incidence 0 critical.
  • the value of the total thickness el is determined for an angle of incidence 0 equal to arctan (dl / (2e4) ). Note that in a non-limiting example, we take the midpoint of the receiving antennas 101 to calculate dl.
  • the total thickness e2 of the second subset S2 of layers 112 is dimensioned so that there is a phase shift of 7t modulo 271 between Rll and R14.
  • the total thickness e2 of the second sub-assembly S2 of layers 112 is dimensioned so that there is a phase shift of 7t modulo 271 between the incident waves Rll of the radar waves RI on the exterior face Sl.l of the first sub-assembly -set SI and the waves reflected R14 on the exterior face S2.1 of the second sub-assembly S2 when they emerge from said first sub-assembly SI.
  • phase difference A(p, otherwise called phase shift A(p, between these two reflected waves Rll and R14 is equal to:
  • the total thickness e2 of the second subset S2 can be determined so that said reflected waves Rll and R14 cancel each other.
  • the wavelength X chosen is that of the middle of said range Al.
  • the thickness of only one of the layers 112 of said second subassembly S2 is modified. This simplifies the optimization process.
  • it is the layer where the light Lx is injected and which serves as a light guide for said light Lx which will be modified.
  • the thickness e20a of the output layer 112a we will adjust the thickness e20a of the output layer 112a.
  • the protective layer 112b is already very thin, its thickness e20b cannot be influenced.
  • the thickness e20 is only changed by a single layer 112, namely the one which is easiest to inject or the one whose material is the cheapest.
  • the second subassembly S2 comprises a total thickness e2 which is between 0.8 and 1.2 times said ideal total thickness e2.
  • This range of values takes into account the possible emission angles of the radar sensor 10.
  • the possible values of the angle of incidence 0 are defined in the technical specifications of the radar sensor 10, which means that the possible values of the angle of incidence 0 are in the field of view of the radar sensor 10.
  • the angle of incidence 0 is between 0° and + -30°. This range value of 0.8 to 1.2 allows the manufacturing tolerances of the total thickness e2 to be taken into account.
  • angle incidence 0 for which the reflected radar waves Rll and R14 cause maximum disturbance of the receiving antennas 101 of the radar sensor 10.
  • This angle of incidence 0 is called angle incidence 0 critical.
  • the value of the total thickness e2 is determined for an angle of incidence 0 equal to arctan(dl/(2e4)). Note that in a non-limiting example, we take the midpoint of the receiving antennas 101 to calculate dl.
  • Figure 6 illustrates a diagram of results following an optimization of the second subset S2 of the arrangement of layers 11 to minimize the effects of the reflected waves Rll and R14 on the radar wave RI, but without optimization of the first SI subset of layer arrangement 11; the effects of the reflected waves Rll and R12 on the radar wave RI still being present.
  • Rll and R14 produce destructive interference with each other, while Rll and R12 produce constructive interference with each other.
  • On the abscissa is the angle of incidence 0, and on the ordinate the IRL reflection intensity in decibels (dB).
  • Figure 7 illustrates a diagram of results following an optimization of the second subset S2 of the arrangement of layers 11 to minimize the effects of the reflected waves Rll and R14 on the radar wave RI, and an optimization of the first subset SI of the arrangement of layers 11 to minimize the effects of the reflected waves Rll and R12 on the radar wave RI.
  • Rll and R14 produce destructive interference with each other
  • Rll and R12 produce equally destructive interference with each other.
  • On the abscissa is the angle of incidence 0, and on the ordinate the IRL reflection intensity in decibels (dB).
  • the radar sensor 10 comprises more than one transmitting antenna 100 and more than two receiving antennas 101.
  • the thickness e2 can be dimensioned before the 'thickness el or in parallel.

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Abstract

Véhicule comprenant : - un capteur radar (10), et - un agencement de couches (11) disposé en regard dudit capteur radar et configuré pour réaliser une fonction lumineuse, comprenant un premier sous-ensemble (S1) d'au moins une couche (110) réfléchissante dans le domaine visible, chaque couche (110) ayant un indice de réfraction primaire (n10) et une épaisseur primaire (e10), et un deuxième sous-ensemble (S2) d'au moins une couche (112) transparente dans le domaine visible, chaque couche (112) ayant un indice de réfraction secondaire (n20), ledit indice de réfraction primaire (n10) étant élevé par rapport audit indice de réfraction secondaire (n20), dans lequel l'épaisseur totale (e1) dudit premier sous-ensemble (S1) de couches (110) est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes (R11) des ondes radars (R1) sur la face extérieure (S1.1) dudit premier sous-ensemble (S1) et les ondes réfléchies (R12) sur l'interface (J12) entre ledit premier sous-ensemble (S1) et ledit deuxième sous-ensemble (S2) lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble.

Description

Description
Titre de l'invention : Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un agencement de couches
[1] La présente invention se rapporte à un ensemble de véhicule. Elle trouve une application particulière mais non limitative dans les véhicules automobiles.
[2] Un ensemble de véhicule comprend, de manière connue de l'homme du métier :
- un capteur radar configuré pour émettre des ondes radars, et
- un agencement de couches disposé en regard dudit capteur radar, dont une couche réfléchissante d'indice de réfraction élevé pour les ondes radars par rapport aux autres couches de l'agencement de couches.
[3] L'agencement de couches forme un logo illuminé. Le capteur radar est ainsi disposé derrière le logo illuminé et répond à des besoins de détection d'un objet dans l'environnement extérieur du véhicule.
[4] Un inconvénient de cet état de la technique est que lorsqu'une onde radar est émise par le capteur radar, elle chemine jusqu'à l'agencement de couches et se réfléchit sur l'agencement de couches. Cela génère notamment trois ondes réfléchies, dont l'une a été réfléchie sur la face extérieure de l'agencement de couches et deux autres à l'intérieur de l'agencement de couches. Les trois ondes réfléchies sont des ondes réfléchies dites d'ordre 1 qui reviennent sur le capteur radar. Cela gêne la propagation des ondes radars. Cela diminue le rapport signal sur bruit dudit capteur radar et entraîne ainsi des perturbations pour la détection par le capteur radar. Le capteur radar perd en portée de détection. Par conséquent, cela peut entraîner une erreur de détection ou aucune détection d'un objet alors que ce dernier est présent dans l'environnement extérieur du véhicule.
[5] Dans ce contexte, la présente invention vise à proposer un ensemble de véhicule qui permet de résoudre l'inconvénient mentionné.
[6] A cet effet, l'invention propose un ensemble de véhicule pour véhicule, ledit ensemble de véhicule comprenant :
- un capteur radar configuré pour émettre des ondes radars sur une plage de longueurs d'onde, et
- un agencement de couches disposé en regard dudit capteur radar et configuré pour réaliser une fonction lumineuse, ledit agencement de couches comprenant un premier sous-ensemble d'au moins une couche réfléchissante dans le domaine visible, chaque couche ayant un indice de réfraction primaire et une épaisseur primaire, et un deuxième sous-ensemble d'au moins une couche transparente dans le domaine visible, chaque couche ayant un indice de réfraction secondaire, ledit indice de réfraction primaire étant élevé par rapport audit indice de réfraction secondaire dans le domaine radar, caractérisé en ce que :
- l'épaisseur totale dudit premier sous-ensemble de couches est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes des ondes radars sur la face extérieure dudit premier sous-ensemble et les ondes réfléchies sur l'interface entre ledit premier sous-ensemble et ledit deuxième sous-ensemble lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble. Selon des modes de réalisation non limitatifs, ledit ensemble de véhicule peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, parmi les suivantes.
[7] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'épaisseur totale dudit deuxième sous-ensemble de couches est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes des ondes radars sur la face extérieure dudit premier sous-ensemble et les ondes réfléchies sur la face extérieure dudit deuxième sous-ensemble lorsqu'elles ressortent dudit premier sous- ensemble.
[8] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'épaisseur totale dudit deuxième sous-ensemble de couches est dimensionnée en modifiant l'épaisseur d'une seule des couches dudit deuxième sous- ensemble.
[9] Selon un mode de réalisation non limitatif, chaque couche dudit premier sous-ensemble possède un indice de réfraction qui présente une différence avec l'indice de réfraction d'une autre couche dudit premier sous-ensemble adjacente inférieure à 0.1 dans le domaine radar.
[10] Selon un mode de réalisation non limitatif, chaque couche dudit deuxième sous-ensemble possède un indice de réfraction qui présente une différence avec l'indice de réfraction d'une autre couche adjacente dudit deuxième sous-ensemble inférieure à 0.1 dans le domaine radar.
[11] Selon un mode de réalisation non limitatif, chaque couche dudit deuxième sous-ensemble possède un indice de réfraction qui présente une différence avec l'indice de réfraction d'une couche dudit premier sous-ensemble supérieure à 0.1 dans le domaine radar.
[12] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble de véhicule comprend au moins une source de lumière configurée pour émettre de la lumière visible qui rentre dans ledit agencement de couches par une tranche d'une des couches dudit deuxième sous-ensemble dudit agencement de couches.
[13] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite au moins une couche réfléchissante dans le domaine du visible est composée de particules de titane. [14] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'agencement de couches forme un logo illuminé ou une grille de face avant illuminée ou fait partie d'un projecteur.
[15] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit capteur radar est un capteur radar à ondes millimétriques ou hyperfréquences ou micro-ondes.
[16] Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites ondes radars sont émises sur une bande de fréquence comprise entre 100MHz et 5GHz.
[17] Selon un mode de réalisation non limitatif, la fonction lumineuse est une fonction d'éclairage et/ou de signalisation.
[18] Selon un mode de réalisation non limitatif, le deuxième sous-ensemble de couches comprend :
- une couche de sortie qui forme une glace de sortie de l'agencement de couches,
- une couche de protection.
[19] Selon un mode de réalisation non limitatif, le premier sous-ensemble de couches est blanc réfléchissant diffusant.
[20] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'épaisseur totale dudit premier sous-ensemble est déterminée pour un angle ledit angle d'incidence qui est égal à arctan(dl/(2e4)), avec e4 la distance entre ledit capteur radar et ledit agencement de couches et dl la distance entre une antenne émettrice et des antennes réceptrices dudit capteur radar.
[21] Il est en outre proposé un agencement de couches disposé en regard d'un capteur radar, ledit capteur radar étant configuré pour émettre des ondes radars sur une plage de longueurs d'onde, ledit agencement de couches étant configuré pour réaliser une fonction lumineuse et comprenant un premier sous-ensemble d'au moins une couche réfléchissante dans le domaine visible, chaque couche ayant un indice de réfraction primaire et une épaisseur primaire, et un deuxième sous-ensemble d'au moins une couche transparente dans le domaine visible, chaque couche ayant un indice de réfraction secondaire, ledit indice de réfraction primaire étant élevé par rapport audit indice de réfraction secondaire, caractérisé en ce que :
- l'épaisseur totale dudit premier sous-ensemble de couches est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes des ondes radars sur la face extérieure dudit premier sous-ensemble et les ondes réfléchies sur l'interface entre ledit premier sous-ensemble et ledit le deuxième sous-ensemble lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble.
[22] L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent : [23] [Fig. 1] est une vue schématique d'un ensemble de véhicule, ledit ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un agencement de couches, ledit agencement de couches comprenant un premier sous-ensemble de couches et un deuxième sous-ensemble de couches, selon un mode de réalisation non limitatif de l'invention,
[24] [Fig. 2] est une vue de face d'un ensemble de véhicule de la figure 1, selon un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble de véhicule comprenant en outre une structure de reliefs de découplage de lumière, selon un mode de réalisation non limitatif,
[25] [Fig. 3] est une vue schématique d'une onde radar émise par le capteur radar de l'ensemble de véhicule de la figure 1 ou de la figure 2, qui génère des ondes réfléchies qui se réfléchissent sur une face de l'agencement de couches de l'ensemble de véhicule de la figure 1 ou de la figure 2 et à l'intérieur dudit agencement de couches, selon un mode de réalisation non limitatif,
[26] [Fig. 4] est une vue schématique d'une onde radar émise par le capteur radar de l'ensemble de véhicule de la figure 1 ou de la figure 2, des ondes réfléchies qui se réfléchissent sur deux faces de l'agencement de couches de l'ensemble de véhicule de la figure 1 ou de la figure 2, selon un mode de réalisation non limitatif,
[27] [Fig. 5] est une vue schématique des couches de l'agencement de couches de l'ensemble de véhicule de la figure 1 ou de la figure 2, ledit agencement de couches comprenant un premier sous- ensemble de couches et un deuxième sous-ensemble de couches, selon un mode de réalisation non limitatif,
[28] [Fig. 6] est un premier diagramme de résultats sur lequel sont représentées deux courbes de réflectivité relative à une onde radar du capteur radar de la figure 1, lorsque le deuxième sous- ensemble de l'agencement de couches de la figure 1 est optimisé de sorte à minimiser les ondes réfléchies de la figure 3, selon un mode de réalisation non limitatif,
[29] [Fig. 7] est un premier diagramme de résultats sur lequel sont représentées deux courbes de réflectivité relative à une onde radar du capteur radar de la figure 1, lorsque le deuxième sous- ensemble de l'agencement de couches de la figure 1 est optimisé de sorte à minimiser les ondes réfléchies de la figure 3, et lorsque le premier sous-ensemble de couches de l'agencement de couches de la figure 1 est optimisé de sorte à minimiser les ondes réfléchies de la figure 4, selon un mode de réalisation non limitatif.
[30] Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références. [31] L'ensemble de véhicule 1 d'un véhicule 2 selon l'invention est décrit en référence aux figures 1 à 7. L'ensemble de véhicule 1 est autrement appelé système de véhicule 1. Dans un mode de réalisation non limitatif, le véhicule 2 est un véhicule automobile. Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé. Ce mode de réalisation est pris comme exemple non limitatif dans la suite de la description. Dans la suite de la description, le véhicule 2 est ainsi autrement appelé véhicule automobile 2. Dans un mode de réalisation non limitatif, l'ensemble de véhicule 1 est disposé dans la grille du véhicule automobile 2. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, l'ensemble de véhicule 1 peut être intégré à une pièce de carrosserie située à l'arrière du véhicule automobile 2.
[32] Tel qu'illustré sur la figure 1, l'ensemble de véhicule 1, autrement appelé agencement de véhicule 1, comprend :
- un capteur radar 10 configuré pour émettre des ondes radars RI, et
- un agencement de couches 11 disposé en regard dudit capteur radar 10.
[33] Ces éléments sont décrits ci-après.
[34] Le capteur radar 10 est décrit ci-après. Tel qu'illustré sur la figure 1, le capteur radar 10 est disposé en regard de l'agencement de couches 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, le capteur radar 10 est un capteur radar à ondes millimétriques (entre 24GHz et 300 GHz) ou hyperfréquences (entre 300MHz et 81GHz) ou micro-ondes (entre 1GHz et 300GHz). Dans une variante de réalisation non limitative, le capteur radar 10 fonctionne à une fréquence radar comprise entre 76GHz et 81GHz. Les ondes radars RI sont émises sur une plage Al de longueurs d'onde X. Dans un mode de réalisation non limitatif, les ondes radars RI sont émises sur une bande de fréquence comprise entre 100MHz et 5GHz. Ainsi, dans un exemple non limitatif, si le capteur radar 10 fonctionne à une fréquence radar de 77GHz, soit une longueur d'onde X de 3.95mm, avec une bande de fréquence de 1GHz, le capteur radar 10 fonctionnera sur une bande de fréquence de 76.5GHZ à 77.5GHz. Les ondes radars RI seront ainsi émises sur la plage de fréquence 76.5GHZ à 77.5GHz, soit une plage Al de longueurs d'onde X de 3.87mm à 3.92mm. Ainsi, dans autre un exemple non limitatif, si le capteur radar 10 fonctionne à une fréquence radar de 78.5GHz avec une bande de fréquence de 5GHz, le capteur radar 10 fonctionnera sur une bande de fréquence de 76GHZ à 81GHz. Les ondes radars RI seront ainsi émises sur la plage de fréquence 76GHZ à 81GHz, soit une plage Al de longueurs d'onde X de 3.701mm à 3.945mm.
[35] Tel qu'illustré sur les figures 3 et 4, les ondes radars RI émises arrivent avec un angle d'incidence 0 sur l'agencement de couches 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, l'angle d'incidence 0 est compris entre 0° et +-30°. Ainsi, le capteur radar 10 comprend un champ de vision FOV qui varie ainsi entre -30° et +30°. Le centre du champ de vision FOV est un angle de 0° par rapport à l'axe longitudinal du véhicule Ox, autrement appelé axe véhicule Ox. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, le champ de vision FOV varie entre -90° et +45°. Le centre du champ de vision FOV est un angle de -45° par rapport à l'axe véhicule Ox et l'angle d'incidence 0 des ondes radars RI sur l'agencement de couches 11 restent proches de 0° (l'ensemble de véhicule 1 étant positionné alors à environ 45° de l'axe véhicule Ox).
[36] Le capteur radar 10 est configuré pour scanner l'environnement extérieur du véhicule automobile 1, grâce à l'émission d'ondes radars RI. Tel qu'illustré sur la figure 1, le capteur radar 10 comprend ainsi :
- au moins une antenne émettrice 100 configurée pour émettre des ondes radars RI, autrement appelées ondes radars primaires RI,
- au moins deux antennes réceptrices 101 configurées pour recevoir des ondes radars R2, autrement appelées ondes radars secondaires R2 ou ondes radars de retour R2.
[37] Le capteur radar 10 comprend en outre au moins un émetteur 103 configuré pour générer les ondes radars primaires RI et au moins un récepteur 104 configuré pour traiter les ondes radars secondaires R2 reçues en retour. Dans un mode de réalisation non limitatif, un seul composant électronique peut être utilisé pour les deux fonctions émission et réception. On aura ainsi un ou plusieurs émetteur/récepteur appelés « transceiver » en anglais. Ledit émetteur 103 génère des ondes radars primaires RI qui sont par la suite émises par l'antenne émettrice 100, qui lorsqu'elles rencontrent un objet 3 (ici un piéton dans l'exemple non limitatif illustré) dans l'environnement extérieur du véhicule automobile 2 se réfléchissent sur ledit objet 3. Les ondes radars ainsi réfléchies sont des ondes transmises en retour au capteur radar 10. Ce sont les ondes radars secondaires R2 reçues par les antennes réceptrices 101. Ce sont des ondes radars retransmises en direction du capteur radar 10. Dans un mode de réalisation non limitatif, les ondes radars primaires RI et les ondes radars secondaires R2 sont des ondes radio fréquence. Dans un mode de réalisation non limitatif, le capteur radar 10 comprend une pluralité d'émetteurs 103 et une pluralité de récepteurs 104.
[38] L'antenne émettrice 100, autrement appelée antenne 100, est configurée pour émettre les ondes radars primaires RI générées par l'émetteur 103. Les antennes réceptrices 101, autrement appelées antennes 101, sont configurées pour recevoir les ondes radars secondaires R2 et les communiquer au récepteur 104 qui les traite par la suite. Il existe un déphasage entre les ondes radars secondaires R2 reçues par les antennes réceptrices 101 qui permet d'en déduire la position angulaire de l'objet 3 par rapport au véhicule automobile 2, objet 3 qui se trouve dans l'environnement extérieur du véhicule automobile 2. Dans des modes de réalisation non limitatifs, les antennes 100, 101 sont des antennes pastilles autrement appelées « patch antenna » en anglais ou des antennes à fente autrement appelée « slot antenna » en anglais. [39] Dans un mode de réalisation non limitatif, les antennes 100, 101, l'émetteur 103 et le récepteur 104 sont disposés sur une carte à circuit imprimé 105. Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte à circuit imprimé est une carte à circuit imprimé rigide autrement appelée PCBA (« Printed Circuit Board Assembly » en anglais ou une carte à circuit imprimé flexible, autrement appelé « Flexboard » en anglais.
[40] Le capteur radar 10 comprend en outre une unité de contrôle électronique 106 configurée pour contrôler l'émetteur 103 et le récepteur 104. Un capteur radar étant connu de l'homme du métier, il n'est pas décrit plus en détail ici.
[41] L'agencement de couches 11 est décrit ci-après. Tel qu'illustré sur la figure 1 ou les figures 3 à 5, il comprend :
- un premier sous-ensemble SI d'au moins une couche 110 réfléchissante dans le domaine visible, et
- un deuxième sous-ensemble S2 d'au moins une couche 112.
[42] L'agencement de couches 11 est configuré pour réaliser une fonction lumineuse. Le premier sous- ensemble SI et le deuxième sous-ensemble S2 collaborent à la réalisation de ladite fonction lumineuse. Dans un mode de réalisation non limitatif, la fonction lumineuse est une fonction d'éclairage et/ou de signalisation. C'est une fonction lumineuse dite réglementaire.
[43] On notera que la figure 1 étant une vue schématique, seules deux couches 110 ont été illustrées sur la figure 1 et seules deux couches 112 ont été illustrées sur la figure 1. Dans la suite de la description, le premier sous-ensemble SI de couches 110 est autrement appelé premier sous- ensemble SI, et le deuxième sous-ensemble S2 de couches 112 est autrement appelé deuxième sous- ensemble S2.
[44] Dans des modes de réalisation non limitatifs, l'agencement de couches 11 forme un logo illuminé ou une grille de face avant illuminée ou fait partie d'un projecteur. Dans ces cas, l'ensemble de véhicule 1 comprend une ou plusieurs sources de lumière 12. Ainsi, le logo ou la grille de face avant ou la structure de reliefs de découplage 13 (décrite plus loin) sont éclairés par une pluralité de sources de lumière 12. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble de véhicule 1 comprend au moins une source de lumière 12 configurée pour émettre de la lumière visible Lx, autrement appelée lumière Lx ou lumière, qui rentre dans ledit agencement de couches 11 par une tranche. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 2, les sources de lumière 12 sont disposées sur le pourtour dudit agencement de couches 11 au niveau des couches 112 du deuxième sous-ensemble S2. Dans cet exemple non limitatif, l'agencement de couches 11 fait partie d'un projecteur 5 qui comprend également un module lumineux 50 qui possède également une ou plusieurs sources de lumière (non illustrées). [45] Les sources lumineuses 12 génèrent des rayons lumineux (non illustrés) et produisent la lumière Lx qui est injectée dans les couches 112 transparentes et qui est réfléchie sur ladite au moins une couche 110. On notera notamment qu'une des couches 112 transparente est configurée pour servir de guide de lumière pour ladite lumière Lx, et les autres couches 112 sont des couches de style ou de protection (contre la corrosion dans un exemple non limitatif).
[46] Dans un mode de réalisation non limitatif, les sources de lumière 12 sont des sources de lumière à semi-conducteur. Dans un mode de réalisation non limitatif, les sources de lumière à semi- conducteur font partie d'une diode électroluminescente. Par diode électroluminescente, on entend tout type de diodes électroluminescentes, que ce soit dans des exemples non limitatifs des LED (« Light Emitting Diode »), des OLED (« organic LED »), des AMOLED (Active-Matrix-Organic LED), ou encore des FOLED (Flexible OLED). Dans un autre mode de réalisation non limitatif, les sources de lumière 12 est une ampoule avec un filament.
[47] Tel qu'illustré sur la figure 1, le premier sous-ensemble SI de couches 110 est disposé en regard du capteur radar 10, tandis que le deuxième sous-ensemble S2 de couches 112 est adjacent au premier sous-ensemble SI de couches 110 et est disposé en regard de l'extérieur du véhicule automobile 2.
[48] Dans un premier mode de réalisation non limitatif, le premier sous-ensemble SI est un sous- ensemble réfléchissant diffusant, à savoir ladite au moins une couche 110 est réfléchissante diffusante, et le deuxième sous-ensemble S2 est transparent dans le domaine du visible, à savoir les couches 112 sont transparentes à la lumière visible.
[49] Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, le premier sous-ensemble SI est un sous- ensemble transparent dans le domaine du visible avec une structure de reliefs à découplage de lumière 13, à savoir ladite au moins une couche 110 est transparente à la lumière visible et comprend une structure de reliefs à découplage de lumière 13, et le deuxième sous-ensemble S2 est transparent dans le domaine du visible, à savoir les couches 112 sont transparentes à la lumière visible.
[50] La structure de reliefs de découplage de lumière 13 est configurée pour découpler la lumière Lx produite par les sources de lumière 12. Les reliefs 130 de la structure de reliefs de découplage de lumière 13 sont des modifications locales du relief de la face sur laquelle ils se trouvent, à savoir ici une des couches 110 en regard du capteur radar 10.
[51] On notera que si la couche 110 est blanche réfléchissante diffusante, la lumière Lx ne se propage pas dans cette couche 110, elle est renvoyée directement vers l'extérieur du véhicule automobile 2 grâce à la structure de relief de découplage de lumière 13. Ladite structure de reliefs de découplage de lumière 13 est agencée de sorte à renvoyer la lumière Lx dans l'axe véhicule Ox du véhicule automobile 2 et permet ainsi d'assurer la fonction lumineuse. Dans des modes de réalisation non limitatifs, la structure de reliefs de découplage de lumière 13 comprend une pluralité de :
- minidisques, autrement appelés micros optiques obtenus par impact laser, et/ou
- micro-cônes, et/ou
- micro-cônes-prismes, et/ou
- mini-prismes, et/ou
- du grainage.
[52] Ainsi, les reliefs 130 sont des minidisques et/ou des micro-cônes, et/ou des micro-cônes-prismes et/ou des miniprismes et/ou du grainage. On parle souvent, pour décrire une telle surface de diffusion ou de surface micro-optique.
[53] Le premier sous-ensemble de couche si est configuré pour renvoyer la lumière Lx produite par les sources de lumières 12 vers l'extérieur du véhicule automobile 2. Chaque couche 110 du premier sous- ensemble SI possède un indice de réfraction primaire nlO, autrement appelé indice de réfraction nlO, et une épaisseur primaire elO, autrement appelée épaisseur elO. Le premier sous-ensemble SI comprend une épaisseur totale el composée de toutes les épaisseurs elO. Les couches 110 présentent chacune un indice de réfraction nlO très proche de l'indice de réfraction nlO d'une autre couche 110 adjacente, autrement dit contigüe. Dans un mode de réalisation non limitatif, chaque couche 110 possède un indice de réfraction nlO qui présente une différence avec l'indice de réfraction nlO d'une couche 110 adjacente dudit premier sous-ensemble SI inférieure à 0.1. Ce seuil permet également de rendre négligeable les ondes réfléchies internes entre les couches 110 du premier sous-ensemble SI. Dans une variante de réalisation non limitative de ce mode de réalisation non limitatif, la différence est inférieure à 0.05.
[54] Le deuxième sous-ensemble de couches S2 est configuré pour propager la lumière visible Lx dans les couches 112 ce qui permet d'augmenter l'efficacité de la fonction lumineuse. Chaque couche 112 du deuxième sous-ensemble S2 possède un indice de réfraction secondaire n20, autrement appelé indice de réfraction n20, et une épaisseur secondaire e20, autrement appelé épaisseur e20. Le deuxième sous-ensemble 52 comprend une épaisseur totale e2 composée de toutes les épaisseurs e20. Les couches 112 présentent chacune un indice de réfraction n20 très proche de l'indice de réfraction n20 d'une couche 112 adjacente, autrement dit contigüe. Dans un mode de réalisation non limitatif, chaque couche 112 possède un indice de réfraction n20 qui présente une différence avec l'indice de réfraction secondaire n20 d'une couche 112 adjacente dudit deuxième sous-ensemble 52 inférieure à 0.1. Ce seuil permet également de rendre négligeable les ondes réfléchies internes entre les couches 112 du deuxième sous-ensemble 52. Dans l'exemple non limitatif illustré, le deuxième sous-ensemble 52 comprend deux couches 112a et 112b dont la couche 112a qui sert de guide de lumière pour la lumière Lx, et la couche 112b qui est une couche de protection. La couche de sortie 112a possède un indice de réfraction secondaire n20a qui présente une différence avec l'indice de réfraction secondaire n20b de la couche de protection 112b qui lui est adjacente inférieure à 0.1 dans le domaine radar. Dans une variante de réalisation non limitative de ce mode de réalisation non limitatif, la différence est inférieure à 0.05. Dans l'exemple non limitatif illustré, l'indice de réfraction secondaire n20a est égal à 1.6 et l'indice de réfraction secondaire n20b est égal à 1.62.
[55] L'agencement de couches 11 comprend ainsi une épaisseur totale e0=el+e2 tel qu'illustré sur la figure 5.
[56] L'indice de réfraction primaire nlO est élevé par rapport à l'indice de réfraction secondaire n20 dans le domaine radar. Par « élevé », on entend que les couches 110 et 112 ne peuvent pas être considérées comme une couche équivalente. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, chaque couche 112 du deuxième sous-ensemble 52 possède un indice de réfraction n20 qui présente une différence avec l'indice de réfraction nlO d'une couche 110 dudit premier sous-ensemble SI supérieure à 0.1. On a ainsi un delta d'indice de réfraction supérieur à 0.1 dans le domaine radar.
[57] Dans un mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 5, le premier sous-ensemble SI de couches 110 comprend une seule couche 110. Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche 110 est une couche de matériau réfléchissant blanc. Ainsi, le premier sous-ensemble SI de couches 110 est blanc réfléchissant diffusant. Cela permet de maximiser l'efficacité des sources de lumière 12 sinon la moitié de la lumière visible Lx serait perdue. Dans une variante de réalisation non limitative, le matériau est composé de particules de titane Tio2. Dans un exemple non limitatif, c'est un plastique avec un dopant à l'oxyde de titane. On notera que plus le dopage en oxyde de titane est important, plus le matériau est optiquement réfléchissant, et donc plus l'indice de réfraction est élevé dans le domaine radar. Dans un mode de réalisation non limitatif, le plastique dopé est du PC (polycarbonate). Le dopage au titane a pour avantages :
- d'utiliser un processus maîtrisé qui permet d'obtenir une homogénéité de répartition sur de grandes pièces telle qu'une grille de face avant, contrairement à une couche de peinture,
- de pouvoir faire varier la réflectivité et ainsi de maîtriser l'indice de réfraction, contrairement à une couche de peinture. La couche 110 en plastique dopée à l'oxyde de titane participe à la réalisation de la fonction lumineuse. Par ailleurs, on remarquera que le titane permet de protéger le plastique dopé en titane. La couche 110 est une couche transparente aux ondes radars RI, R2 mais pas à la lumière visible Lx, à savoir elle laisse passer les ondes radars RI, mais pas la lumière visible Lx puisque cette dernière est réfléchie en grande partie sur la couche 110 (notamment sur l'interface J12 décrite plus loin). Dans un mode de réalisation non limitatif, son épaisseur elO est de quelques millimètres. Dans un mode de réalisation non limitatif, l'indice de réfraction primaire nlO de cette couche 110 est égal à 2. On notera que plus on augmente la concentration en particules de titane Tio2, plus la couche 110 est réfléchissante et plus son indice de réfraction primaire nlO augmente. Ce mode de réalisation non limitatif d'une seule couche 110 est pris comme exemple non limitatif dans la suite de la description.
[58] Dans un mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 5, le deuxième sous-ensemble S2 de couches 112 comprend :
- une couche de sortie 112a qui forme une glace de sortie de l'agencement de couches 11,
- une couche de protection 112b qui permet d'éviter le jaunissement du plastique de la glace de sortie 112a en arrêtant les ultra-violets.
[59] Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche de protection 112b peut être également une couche anti-rayures. Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche de sortie 112a est réalisé en PC. C'est une couche transparente à la fois aux ondes radars RI, R2 et à la lumière visible Lx. Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche de protection 112b comprend une épaisseur e20b de sensiblement 50 micromètres. Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche de protection 112b est un dépôt d'un vernis protecteur.
[60] Tel qu'illustré sur les figures 3 à 5, lorsque une onde radar RI est émise par le capteur radar 10, elle chemine jusqu'à l'agencement de couches 11. L'onde radar RI se réfléchit sur l'agencement de couches 11 et génère quatre ondes réfléchies Rll, R12, R13, R14, dont :
- Rll, une onde réfléchie sur la face extérieure Sl.l du premier sous-ensemble SI,
- R12, une onde réfléchie à l'intérieur de l'agencement de couches 11 et sur l'interface J12 entre ledit premier sous-ensemble SI et ledit deuxième sous-ensemble S2,
- R13 (illustré sur la figure 5 dessin (a)), une onde réfléchie à l'intérieur de l'agencement de couches 11 et sur l'interface J22 entre les deux couches 112a et 112b du deuxième sous-ensemble,
- R14, une onde réfléchie sur la face extérieure S2.1 du deuxième sous-ensemble S2.
[61] On notera que les ondes réfléchies R12, R13 et R14 comprennent avant réflexion une partie incidente qui traverse les couches 110 pour R12, 110 et 112a pour R13, et 110, 112a et 112b pour R14.
[62] Autrement dit, il existe des ondes réfléchies sur chaque dioptre défini entre deux couches différentes adjacentes. Les quatre ondes réfléchies Rll à R14 sont des ondes réfléchies dites d'ordre 1 qui reviennent sur le capteur radar 10. Ce sont des réflexions parasites qui perturbent l'onde radar RI. On notera sur les figures 3 et 4 l'onde radar RI' qui est l'onde radar qui ressort en sortie de l'agencement de couches 11. En raison de ces réflexions parasites, l'onde radar RI est très atténuée par rapport à l'onde radar RI qui rentre dans l'agencement de couches 11. L'efficacité du capteur radar 10 est ainsi réduite. Pour pallier à ce problème, comme on va le voir ci-après, on optimise successivement les épaisseurs el puis e2.
[63] L'intensité de réflexion varie d'une onde réfléchie à une autre. Dans l'exemple non limitatif illustré, l'intensité de réflexion de R13 est négligeable car la différence d'indice de réflexion entre n20a et n20b est très très faible et les réflexions de Fresnel sont donc négligeables. Son intensité de réflexion est inférieure à 0.5% de l'onde radar RI, tandis que l'intensité de réflexion des ondes réfléchies Rll, R12 et R14 varie entre 3 et 8% dans un exemple non limitatif. L'onde réfléchie R13 n'a que très peu d'effet sur la transmission de l'onde radar RI, tandis que les ondes réfléchies Rll, R12 et R14 perturbent l'onde radar RI.
[64] Si le premier sous-ensemble de couches 110 comprend plusieurs couches 110, on notera qu'il est possible de considérer que l'ensemble des couches 110 du premier sous-ensemble SI équivaut à une seule couche équivalente d'épaisseur totale el avec un indice de réfraction équivalent neqi (illustré sur les figures 1, 3 et 4) lorsque les couches 110 présentent chacune un indice de réfraction nlO très proche de l'indice de réfraction nlO d'une autre couche 110 adjacente, autrement dit contigüe. Pour rappel, dans l'exemple non limitatif pris, il y a un delta d'indice de réfraction inférieur à 0.1.
[65] On notera qu'il est possible de considérer que l'ensemble des couches 112 du deuxième sous- ensemble S2 équivaut à une seule couche équivalente d'épaisseur totale e2 avec un indice de réfraction équivalent neq2 (illustré sur les figures 1, 3 et 4) lorsque les couches 112 présentent chacune un indice de réfraction n20 très proche de l'indice de réfraction n20 d'une couche 112 adjacente, autrement dit contigüe. Pour rappel, dans l'exemple non limitatif pris, il y a un delta d'indice de réfraction inférieur à 0.1.
[66] On rappelle que ces deux indices de réfraction secondaire n20a et n20b sont éloignés de l'indice de réfraction primaire nlO en termes de valeur. Il y a un grand saut d'indice de réfraction. On ne peut donc avoir d'indice de réfraction équivalent entre les deux sous-ensembles SI et 82 sauf si la ou les couches 110 possèdent une épaisseur elO nettement inférieure à l'onde radar RI et négligeable devant l'épaisseur e2 de la ou des couches 112 ce qui n'est pas le cas. Par nettement inférieure, on entend que elO = X/10.
[67] De plus, comme nlO est nettement supérieur à n20, on ne peut avoir d'indice de réfraction équivalent entre les deux sous-ensembles SI et S2.
[68] On notera qu'on pourrait avoir un indice de réfraction équivalent si nlO était très proche ou égal à n20, ce qui n'est pas le cas non plus. Ainsi, à cause du saut d'indice élevé entre nlO et n20, il n'est pas possible d'avoir d'indice de réfraction équivalent entre le premier sous-ensemble SI et le deuxième sous-ensemble S2 et d'optimiser l'épaisseur eO. [69] Par contre, tel qu'illustré sur les figures 1, 3 et 4, le deuxième sous-ensemble S2 possède un indice de réfraction équivalent neq2 égal à :
[70] [Math 1]
[72] Le même principe s'applique pour le premier sous-ensemble SI si ce dernier comprend une pluralité de couches 110 d'indices de réfraction nlO très proches. Il possédera un indice équivalent neqi. On notera qu'un indice de réfraction n est calculable à partir de la permittivité d'une couche. Ce calcul étant connu de l'homme du métier, il n'est pas décrit ici.
[73] Avec le calcul de l'indice équivalent neq2, on ne prend plus en compte l'onde réfléchie R13 qui est négligeable car possédant une très faible intensité de réflexion. Ainsi, Tel qu'illustré sur le dessin (b) de la figure 5, il reste donc les ondes réfléchies Rll, R12 et R13 qui gênent le capteur radar 10. Ainsi, l'onde radar RI se réfléchit sur l'agencement de couches 11 et génère trois ondes réfléchies Rll, R12, R13 qui présente des intensités de réflexion importantes, à savoir une grande partie de leur énergie revient vers le capteur radar 10. Dans ce cas, il existe une valeur d'intensité de réflexion égale à :
[74] [Math 2]
[75] /(M) = Rll + R12 + R14 + 2 R11R12 cos A<p(Rll,R12) + 2VRllR14cos A<p(Rll,R14) + 2 R12R14 cos A<p(R12, R14)
[76] Avec :
- A(p(Rll, R12) la différence de phase entre les ondes réfléchies Rll, R12,
- A(p(Rll, R14) la différence de phase entre les ondes réfléchies Rll, R14,
- - A(p(R12, R14) la différence de phase entre les ondes réfléchies R12, R14.
[77] Une valeur d'intensité de réflexion l(M) minimum est obtenue quand les différentes couches des deux sous-ensembles SI, S2 sont optimisées de sorte à induire séparément un décalage de phase de 7t modulo 271 pour avoir respectivement des interférences destructives entre les termes Rll & R14 et Rll & R12. Ainsi, afin de minimiser les ondes parasites Rll, R12 et R14, il faut donc que Rll et R12 soient en opposition de phase pour créer des interférences destructrices, et également que Rll et R14 soient en opposition de phase pour créer des interférences destructrices. On optimise ainsi les phénomènes d'interférence dus aux réflexions les plus importantes, à savoir Rll, R14. On notera que le terme R12&R14 restera en phase constructive, mais il est nettement moins impactant que la somme des deux autres termes car le terme R12&R14 est inférieur en intensité aux termes de R11&R14 et R11&R12.
[78] A cet effet, pour réduire les ondes parasites et améliorer la transmission des ondes radars RI, comme les couches 112 du deuxième sous-ensemble S2 peuvent être considérées comme une couche équivalente car il y a un faible delta d'indice de réfraction entre les différentes couches 112, cette couche équivalente va être dimensionnée de sorte à avoir un déphasage de 7t modulo 271 entre Rll et R14. Par contre, en cas de fort delta d'indice de réfraction entre deux couches successives, ces dernières ne peuvent être considérées comme une couche équivalente. Ceci est le cas avec la couche 110 et la couche équivalente formée par les couches 112a et 112b. Dans ce cas, chaque couche non équivalente doit être optimisée séparément pour réduire les ondes parasites et améliorer la transmission des ondes radars RI. Dans ce cas, chaque couche non équivalente doit induire un déphasage de 7t modulo 27t.
[79] Ci-après est maintenant décrite la manière dont on réalise des interférences destructrices entre Rll et R12. Comme on va le voir, à cet effet, on optimise l'épaisseur el.
[80] L'épaisseur totale el du premier sous-ensemble SI de couches 110 est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre Rll et R12. Autrement dit, L'épaisseur totale el du premier sous-ensemble SI de couches 110 est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes Rll des ondes radars RI sur la face extérieure Sl.l du premier sous-ensemble SI et les ondes réfléchies R12 sur l'interface J12 entre ledit premier sous-ensemble SI et ledit deuxième sous-ensemble S2 lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble SI.
[81] Lorsque l'angle d'incidence 0 est différent de 0°, l'angle réfracté correspondant référencé r est différent de 0° également.
[82] La différence de phase A(p, autrement appelée déphasage A(p, entre ces deux ondes réfléchies Rll et R12 est égal à :
[83] [Math 3]
[85] Avec :
- neqi, l'indice de réfraction équivalent pour le premier sous-ensembles SI, ici égal à nlO car il n'y a qu'une seule couche 110 dans l'exemple non limitatif pris,
- ô le trajet de l'onde réfléchie R12 dans la matière égal à 2el /cos(r),
- nô/ X le déphasage dû au parcours dans la matière, - 7i le déphasage dû à la réflexion interne dans le premier sous-ensemble SI,
- - ((2el tan(r) sin(0))/X) le déphasage dans l'air dû l'écart entre le point de réflexion Ptl de l'onde réfléchie Rll et le point d'émergence Pt2 de l'onde réfléchie R12 illustrés sur la figure 3.
[86] Comme sin(0) = neqi x sin(r), on obtient :
[87] [Math 4]
-2eltcm(r)sm(0) > -2eln 8] eqlsin(r')
[8 2
 À.cos(r)
[89] Soit :
[90] [Math 5]
[92] et ce quelque soit la valeur de l'angle réfracté r.
[93] Comme les ondes réfléchies Rll et R12 reviennent en direction du capteur radar 10, elles entraînent des perturbations sur le capteur radar 10, à savoir une atténuation du rapport signal sur bruit. Afin de supprimer ces perturbations, on va définir l'épaisseur totale el du premier sous- ensemble SI de sorte que les ondes réfléchies Rll et R12 soient en opposition de phase pour créer des interférences destructrices. Pour obtenir des interférences destructrices, la différence de phase A(p entre les deux ondes réfléchies Rll et R12 doit être égale à 7t modulo 27t. Ainsi, on a A(p = (2m+l)*7t, avec m un entier naturel. On obtient donc :
[94] [Math 6] r . . 2 M,,,,, elcosM
[95] (2m + 1) Ti = Ti + A - —
[96] Soit :
[97] Soit el = m À/ (2neqi cos (r)).
[98] On notera que l'équation el = m X/ (2neqi cos (r)) est appliquée quelle que soit la valeur de l'angle r. Ainsi, cette épaisseur el est dimensionnée de sorte qu'elle soit égale à m fois une longueur d'onde X de ladite plage Al le tout divisé par deux fois un indice de réfraction équivalent neqi du premier sous- ensemble SI de couches 110, fois le cosinus d'un angle réfracté r correspondant à l'angle d'incidence 0 des ondes radars RI, avec m entier. Ainsi, à partir de l'indice de réfraction équivalent neqi et de la longueur d'onde X utilisée sur la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10, l'épaisseur el du premier sous-ensemble SI peut être déterminée de sorte que lesdites ondes réfléchies Rll et R12 s'annulent entre elles. Dans un mode de réalisation non limitatif, la longueur d'onde X choisie est celle du milieu de ladite plage Al.
[99] Une épaisseur totale el idéale est définie lorsque l'angle d'incidence est égal à 0; et m est égal à 1. Lorsque 0 = 0, r = 0. En conséquence pour m=l, l'épaisseur totale el idéale du premier sous- ensemble SI est donc el = X /(2neqi), quand r = 0°, à savoir cos (r) = 1. Autrement dit, ici dans l'exemple non limitatif d'une seule couche el = X /(2nl0).
[100] On va ainsi adapter l'épaisseur totale el pour obtenir l'épaisseur totale el idéale = X /(2neqi) lorsque 0 = 0 ou pour obtenir el = m X/ (2neqi cos (r)) lorsque 0 * 0.
[101] Dans un mode de réalisation non limitatif, le premier ensemble de couches SI comprend une épaisseur totale el qui est comprise entre 0,8 et 1,2 fois ladite épaisseur totale el idéale. Cette plage de valeurs prend en compte les angles d'émission possibles du capteur radar 10. Les valeurs possibles de l'angle d'incidence 0 sont définies dans les spécifications techniques du capteur radar 10, ce qui signifie que les valeurs possibles de l'angle d'incidence 0 sont en le champ de vision du capteur radar 10. Dans un exemple non limitatif, l'angle d'incidence 0 est compris entre 0° et + -30 °. Cette valeur de plage de 0,8 à 1,2 permet de prendre en compte les tolérances de fabrication de l'épaisseur totale eO. On notera que dans l'exemple non limitatif pris, l'épaisseur elO de la couche 110 de matériau réfléchissant blanc qui est composé de particules de titane Tio2 est facilement maîtrisable en matière de processus industriel.
[102] On notera qu'il existe une valeur de l'angle d'incidence 0 pour laquelle les ondes radars réfléchies Rll et R12 entraînent une perturbation maximum des antennes réceptrices 101 du capteur radar 10. Cet angle d'incidence 0 est appelé angle d'incidence 0 critique. Dans un mode de réalisation non limitatif, cette valeur est égale à 0= arctan(dl/(2e4)), avec dl la distance entre l'antenne émettrice 100 et les antennes réceptrices 101, e4 la distance entre le capteur radar 10 et l'agencement de couches 11 tel qu'illustré sur la figure 3. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, la valeur de l'épaisseur totale el est déterminée pour un angle d'incidence 0 égal à arctan(dl/(2e4)). On notera que dans un exemple non limitatif, on prend le point milieu des antennes réceptrices 101 pour calculer dl.
[103] Ainsi, en fonction de la valeur de l'indice de réfraction équivalent total neqi et de la longueur d'onde X utilisée sur la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10 (entre 76GHZ à 81GHZ dans l'exemple non limitatif pris), on peut déterminer la valeur de l'épaisseur totale el pour que les ondes réfléchies Rll et R12 d'ordre 1 s'annulent entre elles. Ainsi, les antennes réceptrices 101 voient moins de bruit. On arrive à un meilleur rapport signal sur bruit. [104] Grâce à l'optimisation de l'épaisseur el et comme les couches 110 et 112 sont parallèles entre elles, le chemin parcouru dans l'épaisseur el entre l'onde radar RI et l'onde réfléchie R14 est le même, on arrive donc avec le même angle d'incidence sur l'interface Sl.l pour l'onde radar RI et sur l'interface J1.2 pour l'onde réfléchie R14. Donc on a un également un déphasage égal à 7t modulo 271 entre la partie incidente de l'onde réfléchie R14 qui traverse le premier sous-ensemble SI à l'aller (à savoir la couche 110) et la partie de l'onde réfléchie R14 qui traverse le premier sous-ensemble au retour (à savoir la couche 110). Ces deux parties s'annulent donc entre elles. Pour la suite, il suffit d'avoir des interférences destructrices entre l'onde réfléchie Rll et l'onde réfléchie R14 au niveau du deuxième sous-ensemble S2. Ci-après est maintenant décrite la manière dont on réalise des interférences destructrices entre Rll et R14. Comme on va le voir, à cet effet, on optimise l'épaisseur e2 (après avoir donc optimisé l'épaisseur el).
[105] L'épaisseur totale e2 du deuxième sous-ensemble S2 de couches 112 est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre Rll et R14. Autrement dit, l'épaisseur totale e2 du deuxième sous-ensemble S2 de couches 112 est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes Rll des ondes radars RI sur la face extérieure Sl.l du premier sous-ensemble SI et les ondes réfléchies R14 sur la face extérieure S2.1 du deuxième sous-ensemble S2 lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble SI.
[106] Lorsque l'angle d'incidence 0 est différent de 0°, l'angle réfracté correspondant référencé r est différent de 0° également.
[107] La différence de phase A(p, autrement appelée déphasage A(p, entre ces deux ondes réfléchies Rll et R14 est égal à :
[108] [Math 7]
[110] Avec :
- neq2, l'indice de réfraction équivalent totale pour le deuxième sous-ensembles S2,
- ô le trajet de l'onde réfléchie R14 dans la matière égal à 2e2 /cos(r),
- nô/ X le déphasage dû au parcours dans la matière,
- 7t le déphasage dû à la réflexion interne dû au passage de l'onde radar RI d'un milieu bas indice (air) à haut indice (neql),
- - ((2e2 tan(r) sin(0))/X) le déphasage dans l'air dû l'écart entre le point de réflexion Ptl de l'onde réfléchie Rll et le point d'émergence Pt4 de l'onde réfléchie R14 illustré sur la figure 4.
[111] Comme sin(0) = neq2 x sin(r), on obtient : [112] [Math 8]
1 - , -2e2tan(r)sin(_9) _ -2e2neq2sin(r)2
1 J A “ Âcos(r)
[114] Soit :
[115] [Math 9]
[117] et ce quelque soit la valeur de l'angle réfracté r.
[118] Comme les ondes réfléchies Rll et R14 reviennent en direction du capteur radar 10, elles entraînent des perturbations sur le capteur radar 10, à savoir une atténuation du rapport signal sur bruit. Afin de supprimer ces perturbations, on va définir l'épaisseur totale e2 du deuxième sous- ensemble S2 de sorte que les ondes réfléchies Rll et R14 soient en opposition de phase pour créer des interférences destructrices. Pour obtenir des interférences destructrices, la différence de phase A(p entre les deux ondes réfléchies Rll et R14 doit être égale à 7t modulo 27t. Ainsi, on a A(p = (2m+l)*7t, avec m un entier naturel. On obtient donc :
[119] [Math 10]
[121] Soit :
[122] Soit e2 = m À/ (2neq2 cos (r)).
[123] On notera que l'équation e2 = m X/ (2neq2 cos (r)) est appliquée quelle que soit la valeur de l'angle r. Ainsi, cette épaisseur totale e2 est dimensionnée de sorte qu'elle soit égale à m fois une longueur d'onde X de ladite plage Al le tout divisé par deux fois un indice de réfraction équivalent neq2 du deuxième sous-ensemble S2 de couches 112, fois le cosinus d'un angle réfracté r correspondant à l'angle d'incidence 0 des ondes radars RI, avec m entier. Ainsi, à partir de l'indice de réfraction équivalent total neq2 et de la longueur d'onde X utilisée sur la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10, l'épaisseur totale e2 du deuxième sous-ensemble S2 peut être déterminée de sorte que lesdites ondes réfléchies Rll et R14 s'annulent entre elles. Dans un mode de réalisation non limitatif, la longueur d'onde X choisie est celle du milieu de ladite plage Al.
[124] Une épaisseur totale e2 idéale est définie lorsque l'angle d'incidence est égal à 0; et m est égal à 1. Lorsque 0 = 0, r = 0. En conséquence pour m=l, l'épaisseur totale e2 idéale du deuxième sous- ensemble S2 est donc e2 = X /(2neq2). Quand r = 0°, à savoir cos (r) = 1. [125] On va ainsi adapter l'épaisseur totale e2 pour obtenir e2 idéale = X /(2neq2) lorsque 0 = 0 ou pour obtenir e2 = m À/ (2neq2 cos (r)) lorsque 0 * 0. Le fait de jouer sur l'épaisseur totale e2 ne modifie pas les performances optiques du logo illuminé.
[126] Ainsi, l'épaisseur totale e2 du deuxième sous-ensemble de couches 112 est dimensionnée de sorte que l'épaisseur totale e2 est égale à ladite longueur d'onde X divisée par deux fois l'indice de réfraction équivalent neq2 du deuxième sous-ensemble S2 de couches 112, pour un angle d'incidence 0 égal à zéro. Si l'angle d'incidence 0 est différent de zéro, on obtient e2 = m X/ (2neq2 cos (r)). Cette équation est appliquée quelle que soit la valeur de l'angle de réfraction r.
[127] Dans un mode de réalisation non limitatif, pour optimiser e2, on ne modifie l'épaisseur d'une seule des couches 112 dudit deuxième sous-ensemble S2. Cela simplifie le processus d'optimisation. Dans un mode de réalisation non limitatif, c'est la couche où est injectée la lumière Lx et qui sert de guide lumière pour ladite lumière Lx qui sera modifiée. Ainsi, on notera qu'en pratique on va ajuster l'épaisseur e20a de la couche de sortie 112a. En effet, la couche de protection 112b étant déjà très mince, on ne peut jouer sur son épaisseur e20b. Ainsi, en pratique, on ne change l'épaisseur e20 que d'une seule couche 112, à savoir celle qui est la plus facile à injecter ou celle dont le matériau est le moins cher.
[128] Dans un mode de réalisation non limitatif, le deuxième sous-ensemble S2 comprend une épaisseur totale e2 qui est comprise entre 0,8 et 1,2 fois ladite épaisseur totale e2 idéale. Cette plage de valeurs prend en compte les angles d'émission possibles du capteur radar 10. Les valeurs possibles de l'angle d'incidence 0 sont définies dans les spécifications techniques du capteur radar 10, ce qui signifie que les valeurs possibles de l'angle d'incidence 0 sont en le champ de vision du capteur radar 10. Dans un exemple non limitatif, l'angle d'incidence 0 est compris entre 0° et + -30 °. Cette valeur de plage de 0,8 à 1,2 permet de prendre en compte les tolérances de fabrication de l'épaisseur totale e2.
[129] On notera qu'il existe une valeur de l'angle d'incidence 0 pour laquelle les ondes radars réfléchies Rll et R14 entraînent une perturbation maximum des antennes réceptrices 101 du capteur radar 10. Cet angle d'incidence 0 est appelé angle d'incidence 0 critique. Dans un mode de réalisation non limitatif, cette valeur est égale à 0= arctan(dl/(2e4)), avec dl la distance entre l'antenne émettrice 100 et les antennes réceptrices 101, e4 la distance entre le capteur radar 10 et l'agencement de couches 11 tel qu'illustré sur la figure 4. Ainsi, la valeur de l'épaisseur totale e2 est déterminée pour un angle d'incidence 0 égal à arctan(dl/(2e4)). On notera que dans un exemple non limitatif, on prend le point milieu des antennes réceptrices 101 pour calculer dl.
[130] Ainsi, en fonction de la valeur de l'indice de réfraction équivalent total neq2 et de la longueur d'onde X utilisée sur la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10 (entre 76GHZ à 81GHZ dans l'exemple non limitatif pris), on peut déterminer la valeur de l'épaisseur totale e2 pour que les ondes réfléchies Rll et R14 d'ordre 1 s'annulent entre elles. Ainsi, les antennes réceptrices 101 voient moins de bruit. On arrive à un meilleur rapport signal sur bruit.
[131] La figure 6 illustre un diagramme de résultats suite à une optimisation du deuxième sous-ensemble S2 de l'agencement de couches 11 pour minimiser les effets des ondes réfléchies Rll et R14 sur l'onde radar RI, mais sans optimisation du premier sous-ensemble SI de l'agencement de couches 11 ; les effets des ondes réfléchies Rll et R12 sur l'onde radar RI étant toujours présents. Ainsi, Rll et R14 produisent des interférences destructrices entre elles, tandis que Rll et R12 produisent des interférences constructrices entre elles. En abscisse se trouve l'angle d'incidence 0, et en ordonnée l'intensité de réflexion IRL en décibels (dB). Il existe deux courbes Cl, C2 pour respectivement deux angles d'incidence 0 de 76Ghz et 77GHz.
[132] La figure 7 illustre un diagramme de résultats suite à une optimisation du deuxième sous-ensemble S2 de l'agencement de couches 11 pour minimiser les effets des ondes réfléchies Rll et R14 sur l'onde radar RI, et à une optimisation du premier sous-ensemble SI de l'agencement de couches 11 pour minimiser les effets des ondes réfléchies Rll et R12 sur l'onde radar RI. Ainsi, Rll et R14 produisent des interférences destructrices entre elles, et Rll et R12 produisent des interférences également destructrices entre elles. En abscisse se trouve l'angle d'incidence 0, et en ordonnée l'intensité de réflexion IRL en décibels (dB). Il existe deux courbes Cl, C2 pour respectivement deux angles d'incidence 0 de 76Ghz et 77GHz.
[133] Dans le diagramme de la figure 6, on a une intensité de réflexion IRL moyenne de -lOdb lorsque l'on traite uniquement les perturbations dues aux ondes réfléchies Rll et R14, tandis que dans le diagramme de la figure 7 on a une intensité de réflexion IRL moyenne de -16db lorsque l'on traite les perturbations dues aux ondes réfléchies Rll et R12 en plus de celles dues aux ondes réfléchies Rll et R14. On a ainsi un gain de 6 dB en décibels lorsque l'on traite les perturbations dues aux ondes réfléchies Rll et R12 et celles dues aux ondes réfléchies Rll et R14.
[134] Bien entendu la description de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci- dessus et au domaine décrit ci-dessus. Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, le capteur radar 10 comprend plus d'une antenne émettrice 100 et plus de deux antennes réceptrices 101. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, on peut dimensionner l'épaisseur e2 avant l'épaisseur el ou en parallèle.
[135] Ainsi, l'invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- elle permet de minimiser les ondes réfléchies Rll, R12 et R14 d'ordre 1 qui se réfléchissent en direction du capteur radar 10. Le ratio signal sur bruit dudit capteur radar 10 n'est ainsi plus réduit. La transmission des ondes radars RI est améliorée,
- elle permet de minimiser les ondes réfléchies Rll, R12, et R14 en modifiant l'épaisseur totale el et l'épaisseur totale e2, donc en modifiant la couche 110 blanche réfléchissante diffusante et en modifiant les couches 112 transparentes,
- elle permet de minimiser les ondes réfléchies Rll et R12 entre deux couches non équivalentes dont la différence d'indices de réfraction est importante.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Ensemble de véhicule (1) pour véhicule (2), ledit ensemble de véhicule (1) comprenant :
- un capteur radar (10) configuré pour émettre des ondes radars (RI) sur une plage (Al) de longueurs d'onde (X), et
- un agencement de couches (11) disposé en regard dudit capteur radar (10) et configuré pour réaliser une fonction lumineuse, ledit agencement de couches (11) comprenant un premier sous-ensemble (SI) d'au moins une couche (110) réfléchissante dans le domaine visible, chaque couche (110) ayant un indice de réfraction primaire (nlO) et une épaisseur primaire (elO), et un deuxième sous-ensemble (S2) d'au moins une couche (112) transparente dans le domaine visible, chaque couche (112) ayant un indice de réfraction secondaire (n20), ledit indice de réfraction primaire (nlO) étant élevé par rapport audit indice de réfraction secondaire (n20) dans le domaine radar, caractérisé en ce que :
- l'épaisseur totale (el) dudit premier sous-ensemble (SI) de couches (110) est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes (Rll) des ondes radars (RI) sur la face extérieure (Sl.l) dudit premier sous-ensemble (SI) et les ondes réfléchies (R12) sur l'interface (J12) entre ledit premier sous-ensemble (SI) et ledit deuxième sous-ensemble (S2) lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble (SI).
[Revendication 2] Ensemble de véhicule (1) selon la revendication 1, selon lequel l'épaisseur totale (e2) dudit deuxième sous-ensemble (S2) de couches (112) est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes (Rll) des ondes radars (RI) sur la face extérieure (Sl.l) dudit premier sous-ensemble (SI) et les ondes réfléchies (R14) sur la face extérieure (S2.1) dudit deuxième sous-ensemble (S2) lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble (SI).
[Revendication 3] Ensemble de véhicule (1) selon la revendication précédente, selon lequel l'épaisseur totale (e2) dudit deuxième sous-ensemble (S2) de couches (112) est dimensionnée en modifiant l'épaisseur d'une seule des couches (112) dudit deuxième sous-ensemble (S2).
[Revendication 4] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel chaque couche (110) dudit premier sous-ensemble (SI) possède un indice de réfraction (nlO) qui présente une différence avec l'indice de réfraction (nlO) d'une autre couche (110) dudit premier sous-ensemble (SI) adjacente inférieure à 0.1 dans le domaine radar.
[Revendication 5] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel chaque couche (112) dudit deuxième sous-ensemble (S2) possède un indice de réfraction (n20) qui présente une différence avec l'indice de réfraction (n20) d'une autre couche (112) adjacente dudit deuxième sous-ensemble (S2) inférieure à 0.1 dans le domaine radar.
[Revendication 6] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel chaque couche (112) dudit deuxième sous-ensemble (S2) possède un indice de réfraction (n20) qui présente une différence avec l'indice de réfraction (nlO) d'une couche (110) dudit premier sous-ensemble (SI) supérieure à 0.1 dans le domaine radar.
[Revendication 7] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ledit ensemble de véhicule (1) comprend au moins une source de lumière (12) configurée pour émettre de la lumière visible (Lx) qui rentre dans ledit agencement de couches (11) par une tranche d'une des couches (112) dudit deuxième sous-ensemble (S2) dudit agencement de couches (11).
[Revendication 8] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite au moins une couche (110) réfléchissante dans le domaine du visible est composée de particules de titane (Tio2).
[Revendication 9] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel l'agencement de couches (11) forme un logo illuminé ou une grille de face avant illuminée ou fait partie d'un projecteur.
[Revendication 10] Agencement de couches (11) disposé en regard d'un capteur radar (10), ledit capteur radar (10) étant configuré pour émettre des ondes radars (RI) sur une plage (Al) de longueurs d'onde (X), ledit agencement de couches (11) étant configuré pour réaliser une fonction lumineuse et comprenant un premier sous-ensemble (SI) d'au moins une couche (110) réfléchissante dans le domaine visible, chaque couche (110) ayant un indice de réfraction primaire (nlO) et une épaisseur primaire (elO), et un deuxième sous-ensemble (S2) d'au moins une couche (112) transparente dans le domaine visible, chaque couche (112) ayant un indice de réfraction secondaire (n20) , ledit indice de réfraction primaire (nlO) étant élevé par rapport audit indice de réfraction secondaire (n20), caractérisé en ce que :
- l'épaisseur totale (el) dudit premier sous-ensemble (SI) de couches (110) est dimensionnée de sorte qu'il existe un déphasage de 7t modulo 271 entre les ondes incidentes (Rll) des ondes radars (RI) sur la face extérieure (Sl.l) dudit premier sous-ensemble (SI) et les ondes réfléchies (R12) sur l'interface entre ledit premier sous-ensemble (SI) et ledit le deuxième sous-ensemble (S2) lorsqu'elles ressortent dudit premier sous-ensemble (SI).
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