JP2021012083A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高周波ＩＣが発生した熱を放熱できるとともに、高周波ＩＣに起因するフロアノイズを抑制できるレーダ装置を提供すること。【解決手段】レーダ装置１は、基板３と、前記基板に取り付けられた高周波ＩＣ５と、前記高周波ＩＣを収容するシールドケース７と、前記高周波ＩＣの少なくとも一部を覆うとともに前記シールドケースに接する電波吸収放熱ゲル９と、を備える。シールドケースは、例えば、前記高周波ＩＣと対向する部分に、前記高周波ＩＣの側に突出する凸部１９を備える。前記電波吸収放熱ゲルは前記凸部と接する。前記シールドケースのうち、前記電波吸収放熱ゲルと接する部分の面粗度Ｒｚは、例えば、１０以上１０００以下である。【選択図】図１
Description
本開示はレーダ装置に関する。
レーダ装置は、ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave IC）等の高周波ＩＣを備える。外来ノイズ対策のため、高周波ＩＣはシールドケースにより覆われる。シールドケースに関する技術は特許文献１に開示されている。
シールドケース内では、送信チャンネルから受信チャンネルへの電界の回り込みが強くなり、受信のフロアノイズが上昇する。その結果、レーダ装置におけるＳ／Ｎ比が劣化し、レーダ装置の検知距離が短くなる。フロアノイズを抑制するために、シールドケースの内面に電波吸収体を取り付けることが考えられる。
また、高周波ＩＣが発生する熱を放熱する必要がある。放熱のため、高周波ＩＣとシールドケースとの間に放熱ゲルを充填することが考えられる。
高周波ＩＣとシールドケースとの間に放熱ゲルを充填した場合、シールドケースのうち、高周波ＩＣから離れた部分にしか、電波吸収体を取り付けることができない。電界の回り込みは、高周波ＩＣの近くで著しいため、高周波ＩＣから離れた部分に取り付けられた電波吸収体は、フロアノイズを充分に抑制することができない。
高周波ＩＣとシールドケースとの間に放熱ゲルを充填した場合、シールドケースのうち、高周波ＩＣから離れた部分にしか、電波吸収体を取り付けることができない。電界の回り込みは、高周波ＩＣの近くで著しいため、高周波ＩＣから離れた部分に取り付けられた電波吸収体は、フロアノイズを充分に抑制することができない。
本開示の１つの局面は、高周波ＩＣが発生した熱を放熱できるとともに、高周波ＩＣに起因するフロアノイズを抑制できるレーダ装置を提供することを目的とする。
本開示の１つの局面は、基板（３）と、前記基板に取り付けられた高周波ＩＣ（５）と、前記高周波ＩＣを収容するシールドケース（７）と、前記高周波ＩＣの少なくとも一部を覆うとともに、前記シールドケースに接する電波吸収放熱ゲル（９）と、を備えるレーダ装置（１）である。
本開示の１つの局面であるレーダ装置は電波吸収放熱ゲルを備える。電波吸収放熱ゲルは、高周波ＩＣの少なくとも一部を覆うとともに、シールドケースに接する。高周波ＩＣが発生した熱は、電波吸収放熱ゲルを経て、シールドケースに伝わる。よって、本開示の１つの局面であるレーダ装置は、高周波ＩＣが発生した熱を効率的に放熱することができる。
また、電波吸収放熱ゲルは、高周波ＩＣが発生した電波を吸収する。電波吸収放熱ゲルは高周波ＩＣの少なくとも一部を覆っているので、電波を吸収する効果が一層高い。よって、本開示の１つの局面であるレーダ装置は、高周波ＩＣに起因するフロアノイズを抑制することができる。
本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
１．レーダ装置１の構成
レーダ装置１の構成を、図１〜図３に基づき説明する。レーダ装置１は、例えば、車載装置である。レーダ装置１は、例えば、先進運転支援システム、自動運転等に利用される。レーダ装置１は、例えば、ミリ波レーダである。
＜第１実施形態＞
１．レーダ装置１の構成
レーダ装置１の構成を、図１〜図３に基づき説明する。レーダ装置１は、例えば、車載装置である。レーダ装置１は、例えば、先進運転支援システム、自動運転等に利用される。レーダ装置１は、例えば、ミリ波レーダである。
図１に示すように、レーダ装置１は、基板３と、ＭＭＩＣ５と、シールドケース７と、電波吸収放熱ゲル９と、金属筐体１１と、を備える。ＭＭＩＣ５は、基板３に取り付けられている。ＭＭＩＣ５は高周波ＩＣに対応する。基板３は、ケース受け部１３を備える。ケース受け部１３は、ＭＭＩＣ５を囲むように配置された壁状の部材である。ケース受け部１３は金属から成る。
図１〜図３に示すように、シールドケース７は、基板３の側が開口した箱状の部材である。シールドケース７は、天板部１５と、側面部１７とを備える。天板部１５は、基板３と対向する板状の部材である。天板部１５と基板３との間には空間が存在する。側面部１７は、天板部１５の外周部から、基板３に向けて延びる板状の部材である。側面部１７は、天板部１５の全周にわたって設けられている。シールドケース７は金属から成る。
図１に示すように、ケース受け部１３が側面部１７の内側に差し込まれることにより、シールドケース７が基板３に取り付けられる。シールドケース７が基板３に取り付けられたとき、シールドケース７はＭＭＩＣ５を収容する。シールドケース７は外来ノイズを抑制する。
シールドケース７は凸部１９を備える。凸部１９は、天板部１５のうち、ＭＭＩＣ５の側に突出している部分である。凸部１９は天板部１５の中央に位置する。基板３の厚み方向から見て、凸部１９は、ＭＭＩＣ５と重なる位置にある。また、基板３の厚み方向から見て、凸部１９の範囲は、ＭＭＩＣ５を包含する。
凸部１９のうち、ＭＭＩＣ５と対向する面を、以下ではゲル接触面１９Ａとする。ゲル接触面１９Ａの形状は、基本的には平坦である。ただし、ゲル接触面１９Ａの面粗度Ｒｚは１０以上１０００以下である。面粗度Ｒｚの測定方法は、触針式粗さ計を用いる方法である。
ゲル接触面１９ＡとＭＭＩＣ５との間には隙間が存在する。ゲル接触面１９Ａは、天板部１５における凸部１９以外の部分（以下では周辺部２０とする）よりも、基板３に近い。
電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５とゲル接触面１９Ａとの間に充填されている。電波吸収放熱ゲル９はＭＭＩＣ５に接する。電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５のうち、シールドケース７に対向する面の大部分を覆う。電波吸収放熱ゲル９は、例えば、ＭＭＩＣ５のうち、シールドケース７に対向する面の全てを覆う。
電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５とゲル接触面１９Ａとの間に充填されている。電波吸収放熱ゲル９はＭＭＩＣ５に接する。電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５のうち、シールドケース７に対向する面の大部分を覆う。電波吸収放熱ゲル９は、例えば、ＭＭＩＣ５のうち、シールドケース７に対向する面の全てを覆う。
また、電波吸収放熱ゲル９は、ゲル接触面１９Ａに接する。ゲル接触面１９Ａの面粗度Ｒｚは、上述したとおり、１０以上１０００以下である。
電波吸収放熱ゲル９の熱伝導率は、例えば、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。また、電波吸収放熱ゲル９と同じ材料から成る厚さ１ｍｍの試料を作成し、その試料の電磁遮蔽量を測定した場合、電磁遮蔽量の測定値は、例えば、１ｄＢ以上であり、１０ｄＢ以上であることが好ましい。電磁遮蔽量の測定に使用する電磁波の波長は４ｍｍである。
電波吸収放熱ゲル９の熱伝導率は、例えば、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。また、電波吸収放熱ゲル９と同じ材料から成る厚さ１ｍｍの試料を作成し、その試料の電磁遮蔽量を測定した場合、電磁遮蔽量の測定値は、例えば、１ｄＢ以上であり、１０ｄＢ以上であることが好ましい。電磁遮蔽量の測定に使用する電磁波の波長は４ｍｍである。
電波吸収放熱ゲル９は、例えば、樹脂、放熱用フィラー、及び電波吸収用フィラーを含む。樹脂として、例えば、シリコーン系樹脂等が挙げられる。放熱用フィラーとして、例えば、熱伝導性粉体等が挙げられる。熱伝導性粉体として、例えば、酸化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。酸化物として、例えば、アルミナ等が挙げられる。窒化物として、例えば、窒化硼素等が挙げられる。炭化物として、例えば、炭化珪素等が挙げられる。放熱用フィラーは、１種類の物質により構成されていてもよいし、複数種類の物質の混合物であってもよい。
電波吸収用フィラーとして、例えば、磁性粉体等が挙げられる。磁性粉体として、例えば、フェライト、カーボニル鉄、扁平状の磁性金属粉体等が挙げられる。電波吸収用フィラーは、１種類の物質により構成されていてもよいし、複数種類の物質の混合物であってもよい。
放熱用フィラーの配合量が多いほど、電波吸収放熱ゲル９の熱伝導率は高くなる。電波吸収用フィラーの配合量が多いほど、電波吸収放熱ゲル９の電磁遮蔽量は高くなる。
電波吸収放熱ゲル９の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。電波吸収放熱ゲル９は、例えば、電波吸収放熱ゲル９に対応する材料を、ＭＭＩＣ５又はゲル接触面１９Ａに塗布することで形成できる。
電波吸収放熱ゲル９の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。電波吸収放熱ゲル９は、例えば、電波吸収放熱ゲル９に対応する材料を、ＭＭＩＣ５又はゲル接触面１９Ａに塗布することで形成できる。
金属筐体１１は、レーダ装置１の筐体の一部である。金属筐体１１は、シールドケース７の外側に位置する。シールドケース７の外側とは、シールドケース７を基準として、ＭＭＩＣ５とは反対側を意味する。金属筐体１１とシールドケース７との間には隙間が存在する。
金属筐体１１は凸部２１を備える。凸部２１は、金属筐体１１のうち、シールドケース７の側に突出している部分である。凸部２１は、基板３の厚み方向から見て、凸部１９と重なる位置にある。
２．レーダ装置１が奏する効果
（１Ａ）レーダ装置１は電波吸収放熱ゲル９を備える。電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５の少なくとも一部を覆うとともに、シールドケース７に接する。ＭＭＩＣ５が発生した熱は、電波吸収放熱ゲル９を経て、シールドケース７に伝わる。よって、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５が発生した熱を効率的に放熱することができる。
（１Ａ）レーダ装置１は電波吸収放熱ゲル９を備える。電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５の少なくとも一部を覆うとともに、シールドケース７に接する。ＭＭＩＣ５が発生した熱は、電波吸収放熱ゲル９を経て、シールドケース７に伝わる。よって、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５が発生した熱を効率的に放熱することができる。
また、電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５が発生した電波を吸収する。電波吸収放熱ゲル９はＭＭＩＣ５の少なくとも一部を覆っているので、電波を吸収する効果が一層高い。よって、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５に起因するフロアノイズを抑制することができる。
（１Ｂ）シールドケース７は、ＭＭＩＣ５と対向する部分に凸部１９を備える。凸部１９はＭＭＩＣ５の側に突出している。電波吸収放熱ゲル９は凸部１９と接する。そのため、電波吸収放熱ゲル９の厚みは、凸部１９がない場合に比べて薄い。その結果、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５が発生した熱を一層効率的に放熱することができる。
また、シールドケース７は周辺部２０を備える。周辺部２０と基板３との距離は、凸部１９と基板３との距離より大きい。そのため、基板３のうち、周辺部２０に対向する部分に、背の高い部品を実装することができる。
（１Ｃ）ゲル接触面１９Ａの面粗度Ｒｚは１０以上１０００以下である。そのため、ゲル接触面１９Ａに対する電波吸収放熱ゲル９の付着力が高い。その結果、電波吸収放熱ゲル９が本来の位置から垂れてしまうことを抑制できる。
＜第２実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
＜第２実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第１実施形態では、凸部１９と凸部２１との間には部材が存在しなかった。これに対し、第２実施形態では、図４に示すように、凸部１９と凸部２１との間に電波吸収放熱ゲル２３が充填されている点で、第１実施形態と相違する。
電波吸収放熱ゲル２３は電波吸収放熱ゲル９と同様の組成を有する。電波吸収放熱ゲル２３は放熱ゲルに対応する。電波吸収放熱ゲル２３は凸部１９及び凸部２１に接する。基板３の厚み方向から見て、電波吸収放熱ゲル２３は、凸部１９、凸部２１、電波吸収放熱ゲル９、及びＭＭＩＣ５と重なる位置にある。なお、電波吸収放熱ゲル２３の代わりに、電波吸収の機能は低い放熱ゲルを用いてもよい。電波吸収の機能は低い放熱ゲルは、例えば、放熱の機能の点では、電波吸収放熱ゲル９と同等である。
電波吸収放熱ゲル２３の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。電波吸収放熱ゲル２３は、例えば、電波吸収放熱ゲル２３に対応する材料を、凸部１９又は凸部２１に塗布することで形成できる。
２．レーダ装置１が奏する効果
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
（２Ａ）レーダ装置１は電波吸収放熱ゲル２３を備える。電波吸収放熱ゲル２３はシールドケース７と金属筐体１１との間に充填されている。電波吸収放熱ゲル２３は、シールドケース７の熱を金属筐体１１に放熱する。よって、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５が発生した熱を一層効率的に放熱することができる。
＜第３実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
＜第３実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第１実施形態では、周辺部２０に部材は取り付けられていなかった。これに対し、第３実施形態では、図５、図６に示すように、周辺部２０の内面に電波吸収体２５が設けられている点で、第１実施形態と相違する。
図６に示すように、電波吸収体２５は、凸部１９を囲むように配置されている。基板３の厚み方向から見て、電波吸収体２５は、ＭＭＩＣ５を囲むように配置されている。電波吸収体２５は、例えば、電波吸収用フィラーを含む。電波吸収用フィラーとして、例えば、磁性粉体等が挙げられる。磁性粉体として、例えば、フェライト、カーボニル鉄、扁平状の磁性金属粉体等が挙げられる。電波吸収用フィラーは、１種類の物質により構成されていてもよいし、複数種類の物質の混合物であってもよい。電波吸収体２５は板状の部材である。電波吸収体２５は、ＭＭＩＣ５が発生した電波を吸収する。
２．レーダ装置１が奏する効果
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
（３Ａ）レーダ装置１は電波吸収体２５をさらに備える。電波吸収体２５はシールドケース７の内面に設けられている。電波吸収体２５は、ＭＭＩＣ５が発生した電波を吸収する。よって、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５に起因するフロアノイズを一層抑制することができる。
＜第４実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
＜第４実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
前述した第１実施形態では、電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５とシールドケース７との間に充填されていた。これに対し、第４実施形態では、図７に示すように、シールドケース７は、ＭＭＩＣ５と対向する部分に開口部２７を備える。開口部２７は天板部１５の中央に位置する。開口部２７は天板部１５を貫通する孔である。
電波吸収放熱ゲル９はＭＭＩＣ５と金属筐体１１との間に充填されている。電波吸収放熱ゲル９はＭＭＩＣ５及び金属筐体１１に接している。電波吸収放熱ゲル９は開口部２７の中を通っている。電波吸収放熱ゲル９は開口部２７の内縁２９に接している。
２．レーダ装置１が奏する効果
以上詳述した第４実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
以上詳述した第４実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。
（４Ａ）電波吸収放熱ゲル９は、ＭＭＩＣ５及びシールドケース７に加えて、金属筐体１１にも接する。ＭＭＩＣ５が発生した熱は、電波吸収放熱ゲル９を経て、シールドケース７及び金属筐体１１に伝わる。よって、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５が発生した熱を一層効率的に放熱することができる。
（４Ｂ）第２実施形態のように、電波吸収放熱ゲル９及び電波吸収放熱ゲル２３をそれぞれ設ける場合に比べて、第４実施形態によれば、電波吸収放熱ゲル９を設けるだけでよい。そのため、電波吸収放熱ゲル９を設ける工程を簡略化できる。その結果、レーダ装置１の製造コストを低減できる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
（１）上記実施形態では、レーダ装置１はＭＭＩＣ５を備えていたが、これに限定されるものではない。例えば、レーダ装置１は、ＭＭＩＣ５以外の高周波ＩＣを備えていてもよい。
（２）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
（２）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
（３）上述したレーダ装置１の他、当該レーダ装置１を構成要素とするシステム、レーダ装置１の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。
１…レーダ装置、３…基板、５…ＭＭＩＣ、７…シールドケース、９…電波吸収放熱ゲル、１１…金属筐体、１５…天板部、１７…側面部、１９…凸部、２３…電波吸収放熱ゲル、２５…電波吸収体、２７…開口部、２９…内縁
Claims (6)
- 基板（３）と、
前記基板に取り付けられた高周波ＩＣ（５）と、
前記高周波ＩＣを収容するシールドケース（７）と、
前記高周波ＩＣの少なくとも一部を覆うとともに、前記シールドケースに接する電波吸収放熱ゲル（９）と、
を備えるレーダ装置（１）。 - 請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記シールドケースは、前記高周波ＩＣと対向する部分に、前記高周波ＩＣの側に突出する凸部（１９）を備え、
前記電波吸収放熱ゲルは前記凸部と接するレーダ装置。 - 請求項１又は２に記載のレーダ装置であって、
前記シールドケースのうち、前記電波吸収放熱ゲルと接するゲル接触面（１９Ａ）の面粗度Ｒｚは１０以上１０００以下であるレーダ装置。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
前記シールドケースの外側に位置する金属筐体（１１）と、
前記シールドケースと前記金属筐体との間に充填された放熱ゲル（２３）と、
をさらに備えるレーダ装置。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーダ装置であって、
前記シールドケースの内面に設けられた電波吸収体（２５）をさらに備えるレーダ装置。 - 請求項１に記載のレーダ装置であって、
前記シールドケースの外側に位置する金属筐体（１１）をさらに備え、
前記シールドケースは、前記高周波ＩＣと対向する部分に開口部（２７）を備え、
前記電波吸収放熱ゲルは、前記高周波ＩＣと前記金属筐体との間に充填され、前記開口部の内縁（２９）に接するレーダ装置。
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