ES2905201T3 - Radomo para vehículos - Google Patents

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Abstract

Un radomo (10) para vehículos, que comprende: - un sustrato (18) formado por una resina radiotransmisora, teniendo el sustrato (18) una cara proximal y una cara distal; - una capa decorativa (20) aplicada a la cara proximal, comprendiendo la capa decorativa (20) un metaloide o una aleación de metaloides depositada en la superficie de la cara proximal; y - una primera capa de resina radiotransmisora (22) que recubre parcialmente la capa decorativa (20), comprendiendo también el radomo una segunda capa de resina radiotransmisora (21) que recubre totalmente la primera capa de resina radiotransmisora (22), incluyendo las zonas de la capa de decoración (20) no recubiertas por dicha primera capa de resina radiotransmisora (22), estando dicha segunda capa de resina radiotransmisora (21) sobremoldeada sobre dicha primera capa de resina radiotransmisora (22), o viceversa, en el que: - tanto la primera capa como la segunda capa de resina radiotransmiora (22, 21) están hechas del mismo material; - la primera capa de resina radiotransmisora (22) no es transparente; - la segunda capa de resina radiotransmisora (21) es transparente

Description

DESCRIPCIÓN
Radomo para vehículos
La presente invención se refiere a un radomo para proteger un dispositivo de radar mientras presenta una imagen metálica decorativa, especialmente para dispositivos de radar dispuestos detrás de la parrilla delantera de un automóvil.
Antecedentes de la invención
En general, los dispositivos emisores-receptores de radio, como un radar de ondas milimétricas, se han empleado como sensores para evitar colisiones en vehículos y para sistemas de control de crucero adaptativo.
En un sistema de radar o similar que mide los obstáculos delante de un automóvil y la distancia entre automóviles, la antena se colocaba preferentemente en el centro en la parte delantera del vehículo para obtener el máximo rendimiento. Aunque la antena de radar podría instalarse cerca de la parrilla delantera del automóvil, era preferible ocultar la antena de la vista debido a su aspecto no estético y proteger la antena de factores ambientales externos como el clima y los contaminantes en el aire.
Para proteger la antena y evitar las interferencias de radio y las pérdidas de señal del dispositivo de radar, se ha propuesto proporcionar una ventana de radar capaz de transmitir ondas de radio en la parrilla delantera correspondiente a donde se encontraba la antena de radar. Esto permitía que las ondas de radio entraran y salieran a través de la ventana. Sin embargo, la ventana de radar disminuía la apariencia de la parrilla frontal debido a la interrupción del patrón de los elementos estructurales de la parrilla. Además, a través de la ventana de radar podían verse partes internas del vehículo poco estéticas, como el transmisor-receptor del radar.
En el documento US 6,328,358 se proporcionó la unidad entre la ventana de radar y el cuerpo de la parrilla delantera. La ventana de radar, tal como se divulga en el documento US 6,328,358, se formó laminando una pluralidad de capas de resina formadas con concavidad y convexidad. Este componente proporcionaba una impresión mediante una capa metálica depositada con concavidad y convexidad entre las capas de resina, de manera que el miembro de la aleta de la parrilla delantera parecía extenderse a través de la ventana de radar sin interrupción.
Se utilizó el indio como metal depositado en dicha ventana de radar. Cuando se depositaba el indio en un miembro de depósito, el indio no se depositaba en la superficie de forma de película uniforme, sino que se depositaba de forma insular nanométrica. En otras palabras, cuando el indio se depositaba en el miembro de depósito, la superficie del miembro de depósito comprendía una combinación nanométrica de una porción de depósito en la que el indio se depositaba de manera insular y una porción sin depósito en la que no se depositaba nada.
En este caso, las ondas de radio podían pasar dentro y fuera a través de la porción sin depósito y la superficie del miembro con depósito podía reconocerse al verlo como un miembro que tenía brillo metálico, ya que la porción con depósito tenía indio depositado de forma nanométrica insular.
Esta forma selectiva de deposición complicaba el proceso de aplicación de los metales de indio. Además, las ondas de radio no pasaban satisfactoriamente cuando las porciones del depósito se formaban extremadamente juntas. La conductividad de los metales exigía el uso de métodos de evaporación de baja densidad, como la evaporación térmica. Estos métodos no garantizaban una deposición uniforme en espesor en todo el miembro o entre los miembros producidos en el mismo lote. Otros métodos de deposición garantizarían una deposición insular uniforme, como el sputtering, pero el sputtering proporcionaba una densidad de metal que generaba un alto nivel de atenuación, lo que hacía que el sistema fuera inútil para una aplicación de radomo delante de una antena de radar.
El documento US 6,328,358 divulga una capa metálica delgada que comprende indio depositado en un área de porción metálica que podría verse desde el exterior en un miembro plastificado para la trayectoria del haz de un dispositivo de radar. Sin embargo, era necesario asegurar un diseño brillante y la fiabilidad de la durabilidad para la radiotransmisión mediante la formación de una capa protectora estable para no permitir que la capa de película brillante de indio sufra exfoliación o sea dañada por una fuerza externa, o sea corroída por una tensión ambiental externa como el agua o el aire contaminado.
Esto se debió a lo siguiente: el indio es un material metálico muy blando con un valor de 12 en la escala de dureza de Mohs; el indio se corroe bajo la mencionada tensión ambiental, ya que es básicamente un material metálico; es necesario garantizar la fiabilidad de la durabilidad asegurando el espesor de la película con certeza, de manera que se pueda obtener el diseño de efecto brillante del indio sin engrosar la capa de la película de indio más de lo necesario, ya que se produce una pérdida de radiotransmisión como pérdida de conductividad basada en el hecho de que el indio es básicamente un material metálico; y la capa de indio se funde debido al calor de la resina fundida cuando se lleva a cabo sucesivamente la formación secundaria de la resina de revestimiento en un componente moldeado con resina en el que se forma una película en la superficie de un cuerpo base por adelantado, ya que el punto de fusión del indio es de 156°C., que es extremadamente bajo, por ejemplo.
Aunque la película de indio es adecuada para una película de un emblema o similar, ya que muestra un color metálico, plantea problemas en el sentido de que experimenta fácilmente la exfoliación y carece de durabilidad y resistencia a la abrasión. Además, la película de indio puede corroerse, ya que es básicamente un metal. Por lo tanto, cuando se dispone de una película cerámica que comprende dióxido de silicio, se mejora la durabilidad y se puede proteger la película o la pintura. Sin embargo, la película cerámica que comprende dióxido de silicio es incolora, por lo que no se puede proporcionar la apariencia de un color metálico, por ejemplo.
El documento WO2012066417A1, a nombre del mismo solicitante que la presente solicitud, divulga un radomo decorativo que comprende un sustrato hecho de una resina radiotransmisora, una capa de decoración que comprende una pluralidad de capas de metaloides o aleaciones de metaloides (Si, Ge) aplicadas a la cara proximal del sustrato, una resina radiotransmisora que recubre la capa de decoración, la resina que recubre la capa de decoración incluye una superposición de tinta de decoración. Sin embargo, en la práctica se ha demostrado que esta superposición de tinta de decoración no es adecuada en piezas con un alto relieve o de grandes dimensiones.
El documento US2010028610A1 divulga un elemento decorativo que incluye una capa transparente, una primera capa decorativa, y una segunda capa decorativa. La primera capa decorativa está dispuesta en la superficie trasera de la capa transparente. La segunda capa decorativa está dispuesta en la superficie trasera de la capa transparente. La superficie trasera de la capa transparente tiene una configuración irregular que incluye porciones con hendiduras y porciones sin hendiduras.
El documento DE19844021A1 divulga una parte de cubierta que está ubicada en la trayectoria del haz de un radar y está compuesta de metal y es visible desde el exterior sin pretender influir en el funcionamiento del radar.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención es superar estas limitaciones, proporcionando otras ventajas que se darán a conocer más adelante.
Sumario de la invención
El radomo para vehículos según la presente invención está definido en la reivindicación 1.
Cabe destacar que dicho metaloide o los metaloides de la aleación se seleccionan entre el Silicio, el Boro, el Germanio, el Arsénico, el Antimonio y/o el Telurio.
Según posibles realizaciones, la capa de decoración también puede comprender al menos un óxido.
La presente invención también se refiere a un vehículo que incluye un radomo, tal como se ha definido anteriormente, que incluye un conjunto de parrilla frontal, estando el radomo posicionado dentro del conjunto de parrilla, incluyendo además el vehículo una antena de radar posicionada detrás y en registro con el radomo.
Con el radomo según la presente invención, se pueden proporcionar las siguientes ventajas:
- Permite implementar radomos decorativos en geometrías donde la superposición de tinta no es adecuada o no es posible, por ejemplo, en piezas con un alto relieve o de grandes dimensiones;
- Como la primera y la segunda capa de resina están hechas del mismo material, sus características son las mismas y su adaptación es muy sencilla, con una atenuación mínima de las ondas de radar que atraviesan el radomo; - Como el material de ambas capas de resina es el mismo, no es necesario utilizar hendiduras y cavidades para unirlas, porque su unión es sólo química y muy robusta.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es una vista isométrica fragmentaria de un vehículo que tiene un radomo decorativo construido de acuerdo con la invención y que lo incorpora, colocado dentro de un conjunto de parrilla y una antena de radar colocada detrás del radomo;
La FIG. 2 es una vista en sección esquematizada a través de una parte del radomo colocado dentro de la parrilla y que muestra la antena de radar colocada dentro del vehículo detrás del radomo y con un objeto detectado delante del vehículo, con una representación esquematizada de las ondas de radar emitidas y reflejadas; y
La FIG. 3 es una vista isométrica del radomo que muestra una capa base, una capa decorativa y una capa de de cubierta de protección.
Descripción de una realización preferente
En primer lugar, en la presente especificación y en las reivindicaciones adjuntas se entiende por "metaloide" cualquiera de los siguientes compuestos: Silicio, Boro, Germanio, Arsénico, Antimonio y/o Telurio.
Los radomos cubren las antenas de microondas para protegerlas de la lluvia, el hielo, el viento y otras condiciones ambientales y también se proporcionan para ocultar las antenas de la vista. Uno de los requisitos principales es que el radomo sea transparente a las ondas de radar o de radio o que proporcione una atenuación y/o distorsión mínima de la señal.
La presente invención se refiere al uso de un metaloide o aleación de metaloides que puede incluir uno o más óxidos para un radomo. La presente invención emplea, por ejemplo, como capa decorativa del radomo, germanio o silicio, que puede combinarse con un óxido, un metaloide de alta resistividad eléctrica, es decir, 1 ohm m a 20°C.
Debido al elevado punto de fusión del germanio 938,25°C (o del silicio 1414°C) y a su punto de ebullición 2833°C (3265°C para el silicio), este elemento no puede depositarse mediante métodos de evaporación térmica como los aplicados en el caso del indio. Sin embargo, esto constituye una ventaja.
Según la presente invención, la deposición física de vapores (PVD) o la deposición química de vapores (CVD) son los posibles métodos empleados para la deposición de capas de metaloides y óxidos sobre un sustrato que comprende una capa base o cuerpo. Debido al proceso de deposición de estas técnicas, se puede garantizar la uniformidad de la capa de decoración.
El radomo decorativo para aplicaciones vehiculares automotrices de la presente invención comprende un radomo moldeado que tiene una capa base o cuerpo compuesto de una resina y una capa decorativa brillante en la superficie de la capa base o cuerpo, estando la capa decorativa brillante compuesta de un metaloide, tal como, germanio boro, silicio, arsénico, antimonio o telurio y/o una aleación de metaloides que puede ser combinada con uno o más óxidos.
Utilizando la capa de metaloide y/o aleación de metaloides, y óxido, la transmitancia de radio puede mejorarse en varios órdenes de magnitud en comparación con una capa de indio u otros metales como, por ejemplo, el estaño, como se propone en el documento EP 1560288 A2.
La alta conductividad de metales como el indio o el estaño, combinada con la variabilidad del grosor de los métodos de deposición típicamente utilizados, requería que cada ventana de radar fuera sometida a pruebas de transmisividad del haz de radar durante la etapa final de producción. Esto aumentaba drásticamente el coste de fabricación del radomo.
Con referencia ahora en detalle a los dibujos, en los que, en todos ellos, se emplearán números similares para denotar componentes similares, como se ilustra en la FIG. 1, el número de referencia 10 denota generalmente un radomo decorativo construido de acuerdo con la invención y que encárnalo incorpora, configurado para el montaje dentro de un conjunto de parrilla 12 de un vehículo de motor 14. Situada en el interior del vehículo 14, detrás del radomo decorativo 10 y en su registro, se encuentra una antena de radar 16.
La FIG. 2 comprende una sección transversal del radomo 10 e ilustra la trayectoria del haz de una antena de radar según la presente invención. Preferentemente, un sustrato que comprende una capa o cuerpo base 18 que tiene una cara proximal y una cara distal está moldeado de una resina transparente o no transparente que tiene una baja pérdida de radiotransmisión o una resina que resulta en una baja pérdida dieléctrica. En la superficie de la cara proximal, una capa decorativa brillante 20 que comprende metaloide y/o una aleación de metaloides que también puede incluir al menos un óxido.
De acuerdo con la invención, la capa decorativa 20 es de espesor uniforme. La ornamentación, como el emblema de un vehículo, se proporciona dando forma a la cara proximal de la capa base o cuerpo 18 con configuraciones de superficies salientes y/o hendidas.
El radomo decorativo 10 según la presente invención puede incluir además una primera capa de resina no transparente 22 que recubre la capa de decoración 20. Dicha primera capa de resina transmisiva 22 puede tener algunas aberturas a través de las cuales se puede ver la capa de decoración 20 depositada en la cara proximal del cuerpo base 18.
Según la invención, el radomo decorativo 10 comprende también una segunda capa de resina radiotransmisora transparente 21 que recubre completamente la primera capa de resina radiotransmisora 22.
Dependiendo de la geometría del radomo, dicha segunda capa de resina radiotransmisora 21 puede estar sobremoldeada sobre dicha primera capa de resina radiotransmisora 22, o dicha primera capa de resina radiotransmisora 22 puede estar sobremoldeada sobre dicha segunda capa de resina radiotransmisora 21. La capa de resina radiotransmisora 22 puede cubrir sólo parcialmente la capa decorativa 20 depositada en la cara proximal del cuerpo base 18, mientras que la resina radiotransmisora 21 recubre completamente la resina radiotransmisora 22, incluyendo cualquier porción de la capa decorativa 20 no cubierta por la resina radiotransmisora 22.
La superposición de las capas de resina 21 y 22 sobre el cuerpo base 20 permite adaptar con facilidad el cuerpo completo a la semilongitud de onda métrica del molino, resultando en una menor atenuación para las ondas de radar.
La capa base o cuerpo 18, así como las capas de resina 21 y 22, están compuestas de un material que proporciona una baja pérdida de transmisión radioeléctrica y es superior en términos de propiedades dieléctricas. La permitividad relativa E' y la pérdida dieléctrica tan 8, por ejemplo, proporcionan una indicación de la propiedad dieléctrica.
Como se ha mencionado anteriormente, la antena de radar 16 está montada en un automóvil 14 y dispuesta detrás del conjunto de la parrilla delantera 12. El radomo decorativo 10, que incluye un emblema metálico brillante de un fabricante de automóviles o una decoración específica, está dispuesto dentro del conjunto de la parrilla delantera 12.
Con referencia a la FIG. 2, se observará que las ondas milimétricas 23 del dispositivo de radar 16 se irradian hacia adelante a través del radomo 10 y las ondas de reflexión 24 de un objeto 26 vuelven al dispositivo de radar 16 a través del radomo 10.
La capa decorativa 20 puede estar formada por una pluralidad de metaloide y/o aleación de metaloides y al menos un estrato de óxido o estratos alternados de metaloide y aleación de metaloides con cada estrato con un grosor del orden de 1 nm a 500 nm, y más preferiblemente con un grosor total del orden de 10 nm a 100 nm que se cree que es el más eficiente para lograr los objetivos de la presente invención y para obtener efectos de color metálico.
Además, la capa decorativa puede comprender estratos alternados de un metaloide y/o aleación de metaloides y al menos un óxido y estratos de otro metaloide.
Así, se verá que se proporciona un radomo decorativo para aplicaciones de automoción que logra los diversos aspectos, características y consideraciones de la presente invención y que es muy adecuado para cumplir con las condiciones de uso práctico.
Ejemplos:
Un posible ejemplo no limitativo de decoración en la cara proximal del sustrato es una pluralidad de capas de metaloides que comprenden Silicio y Germanio, y una pluralidad de capas depositadas de óxido de los siguientes elementos: Titanio (Ti), Vanadio (V), Cromo (Cr), Manganeso (Mn), Circonio (Zr), Niobio (Nb), Molibdeno (Mo), Hafnio (Hf), Tantalio (Ta), Tungsteno (W), Iridio (Ir), Níquel (Ni), Platino (Pt), Plata (Ag), Indio (In), Talio (Tl), Silicio (Si), Galio (Ga) o Aluminio (Al).
Más preferentemente son adecuadas las siguientes combinaciones de capas: Dióxido de titanio (TO 2) Dióxido de silicio (SO 2), Dióxido de titanio (TO 2) Dióxido de germanio (GeO2), Pentóxido de niobio (NbO25) Dióxido de silicio (SO 2), Pentóxido de niobio (NbO25) Dióxido de germanio (GeO2), Óxido de cromo (CrO23) Dióxido de silicio (SO 2), Óxido de cromo (CrO23) Óxido de germanio (GeO2), Óxido de hafnio (HfO2) Dióxido de silicio (SO 2), Óxido de hafnio (HfO2) Dióxido de germanio (GeO2), Dióxido de circonio (ZrO2) Dióxido de silicio (SO 2), Dióxido de circonio (ZrO2) Dióxido de germanio (GeO2).

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un radomo (10) para vehículos, que comprende:
- un sustrato (18) formado por una resina radiotransmisora, teniendo el sustrato (18) una cara proximal y una cara distal;
- una capa decorativa (20) aplicada a la cara proximal, comprendiendo la capa decorativa (20) un metaloide o una aleación de metaloides depositada en la superficie de la cara proximal; y
- una primera capa de resina radiotransmisora (22) que recubre parcialmente la capa decorativa (20), comprendiendo también el radomo una segunda capa de resina radiotransmisora (21) que recubre totalmente la primera capa de resina radiotransmisora (22), incluyendo las zonas de la capa de decoración (20) no recubiertas por dicha primera capa de resina radiotransmisora (22), estando dicha segunda capa de resina radiotransmisora (21) sobremoldeada sobre dicha primera capa de resina radiotransmisora (22), o viceversa,
en el que:
-tanto la primera capa como la segunda capa de resina radiotransmiora (22, 21) están hechas del mismo material;
- la primera capa de resina radiotransmisora (22) no es transparente;
- la segunda capa de resina radiotransmisora (21) es transparente
2. Un radomo (10) para vehículos según la reivindicación 1, en el que dicho metaloide o los metaloides de la aleación se seleccionan entre Silicio, Boro, Germanio, Arsénico, Antimonio y/o Telurio.
3. Un radomo (10) para vehículos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa de decoración (22) también comprende al menos un óxido.
4. Vehículo (14) que incluye un radomo (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un conjunto de parrilla frontal (12), estando el radomo (10) posicionado dentro del conjunto de parrilla (12), incluyendo además el vehículo (14) una antena de radar (16) posicionada detrás y en registro con el radomo (10).
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