JP7442457B2 - レーダー定在波減衰構成要素及びシステム - Google Patents
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Description
試験セットアップは、(A)レーダー試験ユニット、(B)レーダー試験ユニットのプリント回路基板上に直接配置されたサンプル、及び(C)レーダー試験ユニットから3.5メートル離れて配置された検出標的、の(3つの)必須部品を含んだ。
レーダー吸収試験は、矩形ホーンアンテナに直接取り付けられ、その後金属プレートで覆われたサンプルを用いて行われる。Millitech Spartan Moduleを使用して71~86GHzまで周波数アップコンバージョンした、Rohde & SchwarzからモデルZVA 67として市販されているベクトルネットワーク分析器、及び60~90GHz矩形ホーンアンテナ(Millitech Inc.SGH-12-RP000 A18292)を使用して、スペクトルを分析した。
吸収=1-|S11|2-|S21|2=1-|S11|2
式中、S11:反射係数、S21:透過係数である。
実施例1は、充填材としてCuO(80重量%)及びカーボンブラック(1重量%)を有するシリコーン複合体である。プラスチックカップ内で、必要量のSylgard 184のA部を真空下で10~15分間脱気した。次いで、必要量のSylgard 184のB部の硬化剤を、脱気したA部に添加した。この混合物に、80重量%のCuO(American Chemetからの)と1.0重量%のカーボンブラック(Ketjenblack カーボンブラック-EC600JD)の混合物を添加した。シラン官能化剤DMMS Z21(1.75重量%)を、CuOとカーボンブラックとの混合物に分散剤として添加した。プラスチックカップを、真空(100mbar)下で2分15秒間速度混合することを可能にするように構成されたキャップで覆った。次いで、混合物をステンレス鋼プレート上に注いだ。第2のステンレス鋼プレートを混合物の上に置き、適切なスペーサを2枚のプレートの間で使用して、それらを所望の厚さに分離した。混合物を含むプレートを、118℃の温度で3トンの圧力下で45~60分間加熱プレスした。硬化した複合体シートを除去する前に、プレートを30~45分間冷却した。
実施例2もまた、シリコーン複合体であるが、CuO(78重量%)及びカーボンブラック(0.4重量%)を有するものである。プラスチックカップ内で、必要量のSylgard 184のA部を真空下で10~15分間脱気した。次いで、必要量のSylgard 184のB部の硬化剤を、脱気したA部に添加した。この混合物に、78重量%のCuO(American Chemetからの)と0.4重量%のカーボンブラック(Ketjenblack カーボンブラック-EC600JD)の混合物を添加した。シラン官能化剤DMMS Z21(1.75重量%)を、CuOとカーボンブラックとの混合物に分散剤として添加した。プラスチックカップを、真空(100mbar)下で2分15秒間速度混合することを可能にするように構成されたキャップで覆った。次いで、混合物をステンレス鋼プレート上に注いだ。第2のステンレス鋼プレートを混合物の上に置き、適切なスペーサを2枚のプレートの間で使用して、それらを所望の厚さに分離した。混合物を含むプレートを、118℃の温度で3トンの圧力下で45~60分間加熱プレスした。硬化した複合体シートを除去する前に、プレートを30~45分間冷却した。
実施例1のレーダー信号プロットは、金属標的が、-64dBVの受信した信号強度でレーダーモジュールによって3.5mで検出されたことを示す。図8及び9は、20mmの距離で挿入された任意のバンパー/フェイシア材料なしのレーダー信号プロットを比較する。EM吸収体によって部分的に覆われたレーダーモジュール(図8)は、覆われていない場合(図9)とほぼ同じ性能を示す。
図12及び図13は、実施例1及び2それぞれのレーダー反射プロットを示す。これらの図では、吸収体フィルムを有して測定された反射と空気のみの結果がほぼ同等である周波数空間内の領域が存在する。これらの範囲では、この結果は、吸収体が反射なしに放射されたエネルギの大部分を吸収していることを意味する。実施例1と実施例2とを比較することにより、吸収体配合物の組成のわずかな変化、吸収帯域幅が著しく影響を受け得ることを観察することができる。
[項目1]
プリント回路基板を含むマウントと、
前記マウント上に配置された電波発生ユニットと、
前記マウント上に配置された電波感知ユニットと、
前記電波発生ユニットから固定距離にある非標的境界面と、
を備え、
前記非標的境界面は、電波の周波数範囲に対して1より大きい比誘電率を有し、
プリント回路基板は、多層積層体であり、少なくとも1つの層が、セラミック充填材、磁性充填材、又は導電性充填材のうちの少なくとも1つを含む吸収体複合体を含む、
レーダー定在波減衰システム。
[項目2]
セラミック充填材、導電性充填材、又は磁性充填材のうちの前記少なくとも1つは、ポリマーマトリックス内に配置されている、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目3]
前記ポリマーマトリックスは、フィルムを形成しており、前記プリント回路基板に接着されている、項目2に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目4]
前記吸収体複合体は、セラミック充填材を含み、前記セラミック充填材は、酸化銅又は酸化チタン(II)のうちの少なくとも1つを含む、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目5]
前記吸収体複合体は、導電性充填材を含み、前記導電性充填材は、カーボンブラック、カーボンバブル、カーボンフォーム、グラフェン、炭素繊維、黒鉛、カーボンナノチューブ、金属粒子、金属ナノ粒子、金属合金粒子、金属ナノワイヤ、ポリアクリロニトリル繊維、又は導電性コーティング粒子のうちの少なくとも1つを含む、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目6]
前記吸収体複合体は、磁性充填材を含み、前記磁性充填材は、センダスト、カルボニル鉄、パーマロイ、フェライト、又はガーネットのうちの少なくとも1つを含む、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目7]
前記吸収体複合体は、前記プリント回路基板の一方の面上にコーティングされている、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目8]
前記吸収体複合体は、前記プリント回路基板の両面上にコーティングされている、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目9]
前記非標的境界面上に配置された勾配誘電率テープを更に備える、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目10]
前記勾配誘電体テープは、円錐又は角錐のうちの少なくとも1つのアレイを含む、項目9に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目11]
前記勾配誘電率テープは、少なくとも0.1のガス体積分率を有するメッシュ層を含む、項目9に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目12]
前記勾配誘電率テープは、多層メッシュを含み、前記多層メッシュの少なくとも2つの層は、少なくとも0.05だけ異なるが、両方とも0.1より大きいガス体積分率を有する、項目9に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目13]
前記勾配誘電率テープは、プラスチックバブル、ガラスバブル、セラミックバブル、ガスバブル、又は空気バブルのうちの少なくとも1つを含む、項目9に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目14]
前記勾配誘電体テープは、不織布を含む、項目9に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目15]
前記非標的境界面は、車両フェイシアである、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目16]
前記非標的境界面は、レドームである、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目17]
前記電波発生ユニットから第2の固定距離の第2の非標的境界面を更に備える、項目1に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目18]
前記非標的境界面及び前記第2の非標的境界面のそれぞれの上に配置された勾配誘電率テープを備える、項目17に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目19]
前記勾配誘電率テープは、少なくとも0.1のガス体積分率を有するメッシュ層を含む、項目18に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目20]
前記勾配誘電率テープは、多層メッシュを含み、前記多層メッシュの少なくとも2つの層は、少なくとも0.05だけ異なるが、両方とも0.1より大きいガス体積分率を有する、項目18に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目21]
前記勾配誘電率テープは、プラスチックバブル、ガラスバブル、セラミックバブル、ガスバブル、又は空気バブルのうちの少なくとも1つを含む、項目18に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目22]
前記勾配誘電体テープは、不織布を含む、項目18に記載のレーダー定在波減衰システム。
[項目23]
絶縁層と、前記絶縁層の少なくとも1つの主表面上に配置された少なくとも1つのパターン化された導電層と、を含むプリント回路基板と、
前記プリント回路基板上に配置された電波発生ユニットと、
前記プリント回路基板上に配置された電波感知ユニットと、
多層積層体を形成するように、前記プリント回路基板の少なくとも1つの主表面上に配置されたセラミック充填材、導電性充填材、又は磁性充填材のうちの少なくとも1つを含む吸収体複合体と、
を備える
レーダーユニット。
[項目24]
セラミック充填材、導電性充填材、又は磁性充填材のうちの前記少なくとも1つは、ポリマーマトリックス内に配置されている、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目25]
前記ポリマーマトリックスは、フィルムを形成し、前記プリント回路基板に接着されている、項目24に記載のレーダーユニット。
[項目26]
前記吸収体複合体吸収体は、セラミック充填材を含み、前記セラミック充填材は、酸化銅又は酸化チタン(II)のうちの少なくとも1つを含む、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目27]
前記吸収体複合体は、導電性充填材を含み、前記導電性充填材は、カーボンブラック、カーボンバブル、カーボンフォーム、グラフェン、炭素繊維、黒鉛、カーボンナノチューブ、金属粒子、金属ナノ粒子、金属合金粒子、金属ナノワイヤ、ポリアクリロニトリル繊維、又は導電性コーティング粒子のうちの少なくとも1つを含む、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目28]
前記吸収体複合体吸収体は、磁性充填材を含み、前記磁性充填材は、センダスト、カルボニル鉄、パーマロイ、フェライト、又はガーネットのうちの少なくとも1つを含む、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目29]
前記吸収体複合体は、前記プリント回路基板の一方の面上にコーティングされている、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目30]
前記吸収体複合体は、前記プリント回路基板の両面上にコーティングされている、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目31]
前記吸収体複合体は、パターン化された導電層を有さない前記絶縁層の主表面上に配置されている、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目32]
前記吸収体複合体は、前記少なくとも1つのパターン化された導電層と同じ主表面上に配置されている、項目23に記載のレーダーユニット。
[項目33]
レーダーユニット用のパターン化されていない回路基板であって、
絶縁層と、
前記絶縁層の主表面上に配置された少なくとも1つの導電層と、
多層積層体を形成するように、前記導電層が上にない前記絶縁層の主表面又は前記少なくとも1つの導電層の主表面のいずれかの上に配置された、少なくとも1つの吸収体複合体と、
を備え、
前記吸収体複合体は、セラミック充填材、導電性充填材、又は磁性充填材のうちの少なくとも1つを含む、
パターン化されていない回路基板。
[項目34]
セラミック充填材、導電性充填材、又は磁性充填材のうちの前記少なくとも1つは、ポリマーマトリックス内に配置されている、項目33に記載のパターン化されていない回路基板。
[項目35]
前記ポリマーマトリックスは、フィルムを形成し、前記絶縁層に接着されている、項目34に記載のパターン化されていない回路基板。
[項目36]
前記吸収体複合体は、セラミック充填材を含み、前記セラミック充填材は、酸化銅又は酸化チタン(II)のうちの少なくとも1つを含む、項目33に記載のパターン化されていない回路基板。
[項目37]
前記吸収体複合体は、導電性充填材を含み、前記導電性充填材は、カーボンブラック、カーボンバブル、カーボンフォーム、グラフェン、炭素繊維、黒鉛、カーボンナノチューブ、金属粒子、金属ナノ粒子、金属合金粒子、金属ナノワイヤ、ポリアクリロニトリル繊維、又は導電性コーティング粒子のうちの少なくとも1つを含む、項目33に記載のパターン化されていない回路基板。
[項目38]
前記吸収体複合体は、磁性充填材を含み、前記磁性充填材は、センダスト、カルボニル鉄、パーマロイ、フェライト、又はガーネットのうちの少なくとも1つを含む、項目33に記載のパターン化されていない回路基板。
[項目39]
前記吸収体複合体は、前記絶縁層の一方の面上にコーティングされている、項目33に記載のパターン化されていない回路基板。
[項目40]
前記吸収体複合体は、前記絶縁層の両面上にコーティングされている、項目33に記載のパターン化されていない回路基板。
[項目41]
上に配置された少なくとも1つの導電層を有する絶縁層を準備することと、
セラミック充填材、導電性充填材、又は磁性充填材のうちの少なくとも1つを含む吸収体複合体を適用して、多層積層体を形成することと、
を含む、
レーダーユニット用のパターン化されていない回路基板を製造する方法。
[項目42]
前記吸収体複合体を適用することは、スピンコーティングを含む、項目41に記載の方法。
[項目43]
前記吸収体複合体を適用することは、ディップコーティングを含む、項目41に記載の方法。
[項目44]
前記吸収体複合体を適用することは、ラミネートすることを含む、項目41に記載の方法。
[項目45]
前記吸収体複合体が、少なくとも1つの導電層の上に適用される、項目41に記載の方法。
[項目46]
前記吸収体複合体は、少なくとも1つの導電層の上に適用されない、項目41に記載の方法。
Claims (5)
- プリント回路基板を含むマウントと、
前記マウント上に配置された電波発生ユニットと、
前記マウント上に配置された電波感知ユニットと、
前記電波発生ユニットから固定距離にある非標的境界面と、
前記非標的境界面上に配置された円錐又は角錐のうちの少なくとも1つのアレイを含む勾配誘電率テープと、
を備え、
前記非標的境界面は、電波の周波数範囲に対して1より大きい比誘電率を有し、
プリント回路基板は、多層積層体であり、少なくとも1つの層が、セラミック充填材、磁性充填材、又は導電性充填材のうちの少なくとも1つを含む吸収体複合体を含む、
レーダー定在波減衰システム。 - セラミック充填材、導電性充填材、又は磁性充填材のうちの前記少なくとも1つは、ポリマーマトリックス内に配置されている、請求項1に記載のレーダー定在波減衰システム。
- 前記吸収体複合体は、セラミック充填材を含み、前記セラミック充填材は、酸化銅又は酸化チタン(II)のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のレーダー定在波減衰システム。
- 前記吸収体複合体は、導電性充填材を含み、前記導電性充填材は、カーボンブラック、カーボンバブル、カーボンフォーム、グラフェン、炭素繊維、黒鉛、カーボンナノチューブ、金属粒子、金属ナノ粒子、金属合金粒子、金属ナノワイヤ、ポリアクリロニトリル繊維、又は導電性コーティング粒子のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のレーダー定在波減衰システム。
- 前記吸収体複合体は、前記プリント回路基板の一方の面上にコーティングされている、請求項1に記載のレーダー定在波減衰システム。
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