JP7192717B2 - 電波透過カバー - Google Patents
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Description
以下、電波透過カバーの第1実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、車両10には、ミリ波レーダ装置等の電波レーダ装置11が搭載されている。電波レーダ装置11は、ミリ波等の電波を車外(図1では左側)に向けて送信する一方、車外の物体に当たって反射された上記電波を受信し、そうした電波の送信及び受信を通じて車外の物体を検知する。電波としてミリ波を送信及び受信する車両用の電波レーダ装置11の場合、例えば、76.5GHzの周波数を中央値として、1GHz程度の幅をもって、すなわち、76GHz~77GHzの周波数の帯域で電波を変化させながら送信する。ちなみに、周波数が76.5GHzのときの電波の波長は、約3.92mmである。
上記送信方向における基材13の前面には、通電によって発熱してヒータとして機能する導電性薄膜18が積層されている。この導電性薄膜18は、第1実施形態では、銀(Ag)膜等の導電膜によって透明に形成されている。さらに、導電性薄膜18は、ポリカーボネート樹脂等の透明な樹脂材料を用いて形成された保護層19によって覆われている。
図2は、上記送信方向における前方から見た導電性薄膜18の一部を示している、導電性薄膜18は、ヒータとしての機能を有するほか、周波数の特定の帯域の電波を通過させてその帯域以外の他の周波数の電波の通過を抑制する、いわゆるバンドパスフィルタに類する機能を有する。第1実施形態の導電性薄膜18は、電波レーダ装置11によって送信及び受信される電波の周波数帯域、例えば、76GHz~77GHzが通過帯域となるように構成されている。
上記半径r、最小寸法c、幅w、周波数frmin、周波数f1,f2、反射性能Kr及び指標値Qの間には、以下の(式1)~(式3)が成立する。
そして、第1実施形態では、上記(式1)~(式3)に基づいて、周波数frminが70GHz~80GHzとなり、指標値Qが-15~-5となるように、上記半径r、最小寸法c及び幅wが設定されている。
図2に示す導電性薄膜18に通電されると、その通電に伴い、各単位薄膜部21における導電領域24が発熱する。この熱の一部は、図1に示すように、導電性薄膜18よりも上記送信方向における前側に位置する保護層19を介して、同方向における電波透過カバー12の前面に伝達される。そのため、電波透過カバー12に氷雪が付着しても、上記熱により氷雪が溶かされる。氷雪による電波の減衰を抑制し、氷雪の付着が原因で電波レーダ装置11の検出性能が低下するのを抑制することができる。
ここで、第1実施形態では、上述したように(式1)~(式3)に基づいて、各単位薄膜部21におけるホール領域23、パッチ領域25等の導電性薄膜18の形状等に関する半径r、最小寸法c及び幅wが設定されている。電波レーダ装置11から送信された周波数の特定の帯域の電波が、単位薄膜部21毎のパッチ領域25に対し入射されると、その電波と同等の波長を有する電波をパッチ領域25から出力させることが可能となる。この出力により、電波透過カバー12は、電波がパッチ領域25を介して透過するのと同様の状態となり、必要とされる電波透過性能を得ることが可能となる。すなわち、送信された電波の周波数の所望の帯域での反射性能Krを最小値(例えば、-15dB)にすることが可能となり、上記帯域での電波の反射を効果的に抑えることが可能となる。電波レーダ装置11によって受信される電波が小さくなって検出が困難になるのを抑制することができる。
・ヒータとして導電性薄膜18を用いている。そのため、ヒータ線を用いた場合に比べ、電波透過カバー12の表面の凹凸を少なくすることができる。また、導電性薄膜18が面状に発熱するため、ヒータ線を用いた場合に比べ均一な発熱が可能である。
また、上記送信方向における前方から電波透過カバー12を見た場合、基材13に対し施された意匠層16が、それぞれ透明な保護層19、導電性薄膜18及び前基材17を通じて見える。意匠層16は、電波透過カバー12を装飾する機能を発揮する。従って、意匠層16によって電波透過カバー12ひいては、車両における電波透過カバー12の周りの部分の見栄えをよくすることができる。
・パッチ領域25が円形状をなし、ホール領域23が円環状をなしている。そのため、パッチ領域25及びホール領域23の設計に際し、それらを導電性薄膜18に対し規則的に配列しやすい。
次に、電波透過カバーの第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、上記(式1)~(式3)に加え、上記半径r、幅w、最小寸法c、単位薄膜部21の素材表面の抵抗値Rs、表面抵抗値Rs′、単位薄膜部21におけるワット密度H及び係数Yの間に成立する以下の(式4)~(式6)に基づいて、ワット密度Hが10W/m2以上となるように、半径r、最小寸法c及び幅wが設定されている。
そのため、第2実施形態によると、第1実施形態と同様の作用及び効果が得られる。そのほかにも、導電性薄膜18に対し通電されると、その通電に伴い、各単位薄膜部21における導電領域24が、融雪に必要な発熱を行なう。従って、電波透過カバー12に氷雪が付着しても、上記発熱により氷雪をより適切に融解することが可能となる。
なお、上記特許文献1において、電波透過カバーにおける電波透過性能を高めようとして、往復するように細く延びる上記導電体における平行となる部分同士の隙間を大きくすると、導電体の量が少なくなる。電波透過カバーに付着した氷雪を融解するための導電体の発熱性能が不足するおそれがある。そのため、上記第2実施形態のような効果は得られにくい。
・導電性薄膜18としては、上記Ag膜等の金属膜以外にも、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)等の金属酸化膜、導電性微粒子を含む樹脂膜等が用いられてもよい。また、導電性薄膜18として、複数種類の膜を積層したものが用いられてもよい。
・後基材14は、上記ASA樹脂とは異なる樹脂、例えばAES(アクリロニトリル-エチレン-スチレン共重合)樹脂等によって形成されていてもよい。
・電波透過カバー12における保護層19は適宜省略可能である。
また、電波レーダ装置11は、車両の前方監視用として用いられることが一般的であるが、後方監視用、前側方監視用、又は後側方監視用の電波レーダ装置であってもよい。
Claims (2)
- 電波を送信及び受信する電波レーダ装置の前記電波の経路内に配置され、かつ前記電波の透過性を有する樹脂製の基材と、前記経路内に配置され、かつ通電により発熱する導電性薄膜とを備え、前記導電性薄膜は、正方形状の単位薄膜部を規則的に並べることにより構成され、各単位薄膜部が、円環状の孔からなるホール領域と、前記ホール領域よりも外周側の導電領域と、前記ホール領域により囲まれて絶縁されたパッチ領域とにより構成される電波透過カバーであり、
前記基材は、前記電波の送信方向における前記電波レーダ装置の前方に配置された後基材と、前記送信方向における前記後基材の前方に配置された透明な前基材とを備え、
前記後基材及び前記前基材の間には意匠層が形成され、
前記導電性薄膜は、透明な材料により形成され、かつ前記送信方向における前記前基材よりも前側に配置され、
前記パッチ領域の半径r、前記ホール領域の径方向における前記導電領域の最小寸法c、前記ホール領域の幅w、前記電波の反射性能Krが最小となる周波数frmin、前記周波数frminを含む帯域の両端の周波数f1,f2、及び前記反射性能Krと周波数の帯域とに関する指標値Qの各々を変数とし、前記変数を無単位とした場合に成立する以下の(式1)~(式3)に基づいて、前記周波数frminが70~80となり、かつ前記指標値Qが-15~-5となるように、前記半径r、前記最小寸法c及び前記幅wが設定されている、
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