KR20190114809A - 레이더 장치 - Google Patents

Abstract

본 실시예들에 의한 레이더 장치는, 탄소섬유를 포함하는 플라스틱으로 형성되어 상기 회로기판에 결합되는 캐비티, 회로기판과 캐비티의 사이에 구비되는 RF 소자를 포함하여, 전자파가 반사 및 흡수되는 재질로 캐비티를 제작하여 전자파 차폐성능이 개선되고, 특히 저주파영역에서의 노이즈가 감소되며, 캐비티의 중량이 감소되고 원가가 절감되며, 캐비티를 회로기판에 결합 시 부품이 보호되며 품질저하가 방지될 수 있다.

Description

레이더 장치{Radar Apparatus}

본 실시예들은 레이더 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자파가 반사 및 흡수되는 재질로 캐비티를 제작하여 전자파 차폐성능이 개선되고, 특히 저주파영역에서의 노이즈가 감소되며, 캐비티의 중량이 감소되고 원가가 절감되며, 캐비티를 회로기판에 결합 시 부품이 보호되며 품질저하가 방지될 수 있는 레이더 장치에 관한 것이다.

차량에는 각종 장치를 전자적으로 제어하는 전자제어장치(ECU, Electric Control Unit)가 구비되어 차량에 설치된 센서 또는 스위치 등으로부터 정보를 제공받고 제공받은 정보를 처리하여 차량의 안전성 및 조향감 등을 향상시키기 위한 제어기능을 수행하는데, 일반적으로 차량에는 전자파를 송신하고 반사되어 돌아오는 전자파를 수신함으로써 주위 물체와 차량 사이의 거리 등을 센싱하는 레이더 장치가 구비된다.

이러한 레이더 장치의 회로기판에는 안테나, RF 소자, 제어부 등이 구비되어, 제어부의 제어신호가 RF 소자에 의해 변환되어 안테나로 전달되며 전자파가 송신되거나, 안테나로 수신된 전자파가 RF 소자에 의해 변환되며 제어부로 전달되게 된다.

이 때, 안테나에서 송신되는 전자파, 외부에서 수신되는 전자파 등이 RF 소자에 전달되거나 RF 소자에서 외부로 전자파가 방출될 경우 레이더의 성능이 저하되게 되어 회로기판에는 RF 소자를 전자파로부터 보호하는 캐비티가 구비되는데, 즉 캐비티는 전자파를 차폐할 수 있는 재질로 형성되어 있다.

종래의 레이더 장치에서는 캐비티가 전자파를 반사시키는 알루미늄, 스틸 등으로 제작되었는데, 따라서 전자파가 캐비티와 회로기판 사이에서 반사되며 RF 소자에 노이즈를 발생시키거나 회로기판에 결합 시 주위 다른 부품에 접촉되며 긁히는 등 손상이 발생되는 문제가 있었다.

본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 전자파가 반사 및 흡수되는 재질로 캐비티를 제작하여 전자파 차폐성능이 개선되고, 특히 저주파영역에서의 노이즈가 감소되며, 캐비티의 중량이 감소되고 원가가 절감되며, 캐비티를 회로기판에 결합 시 부품이 보호되며 품질저하가 방지될 수 있는 것을 목적으로 한다.

본 실시예들의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 실시예들에 의하면, 탄소섬유를 포함하는 플라스틱으로 형성되어, 회로기판에 결합되는 캐비티, 상기 캐비티와 회로기판의 사이에 구비되는 RF 소자를 포함하는 레이더 장치가 제공될 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 전자파가 반사 및 흡수되는 재질로 캐비티를 제작하여 전자파 차폐성능이 개선되고, 특히 저주파영역에서의 노이즈가 감소되며, 캐비티의 중량이 감소되고 원가가 절감되며, 캐비티를 회로기판에 결합 시 부품이 보호되며 품질저하가 방지될 수 있다.

도 1은 본 실시예들에 의한 레이더 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1 중 일부의 결합상태에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1의 결합상태에 대한 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 종래의 레이더 장치와 본 실시예들에 의한 레이더 장치의 검출신호를 보여주는 그래프이다.

이하, 본 실시예들의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 실시예들의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 실시예들에 의한 레이더 장치의 분해 사시도, 도 2는 도 1 중 일부의 결합상태에 대한 평면도, 도 3은 도 1의 결합상태에 대한 단면도, 도 4 내지 도 6은 종래의 레이더 장치와 본 실시예들에 의한 레이더 장치의 검출신호를 보여주는 그래프이다.

본 실시예들에 의한 레이더 장치(100)는, 탄소섬유를 포함하는 플라스틱으로 형성되어 회로기판(130)에 결합되는 캐비티(120), 캐비티(120)와 회로기판(130)의 사이에 구비되는 RF 소자(150)를 포함한다.

도 1 내지 도 2를 참고하여 살펴보면, 레이더 장치(100)는 하우징(140), 회로기판(130) 및 레이돔(110)을 포함하는데, 레이돔(110)은 전자파가 투과될 수 있는 재질로 제작되며, 회로기판(130)의 레이돔(110)을 향하는 상면에는 안테나(미도시)와 RF 소자(150)가 실장된다.

회로기판(130)의 상면은 안테나가 실장되는 제 1 구역(131)과 RF 소자(150)가 실장되는 제 2 구역(132)으로 분할되며, 캐비티(120)는 제 1 구역(131)과는 중첩되지 않고 RF 소자(150)를 덮으며 제 2 구역(132)에 결합되어, RF 소자(150)는 회로기판(130)과 캐비티(120)의 사이에 구비되게 된다.

캐비티(120)는 탄소섬유(Carbon Fiber), 탄소나노튜브(Carbon Nano tube)를 포함하는 플라스틱으로 제작되어 전자파를 차폐하는데, 캐비티(120)가 제 1 구역(131)과는 중첩되지 않음으로써 전자파는 자유로이 안테나에서 송신되거나 안테나로 수신될 수 있는데 반해, 캐비티(120)가 RF 소자(150)를 덮으며 제 2 구역(132)에 결합됨으로써 외부에서 RF 소자(150)로 수신되는 전자파 및 RF 소자(150)에서 방출되는 전자파가 차단된다.

캐비티(120)에 포함되는 플라스틱으로는 PBT(Polybutylene Terephthalate)을 사용할 수 있으며, 탄소섬유 또는 탄소나노튜브가 포함되어 제작될 수 있는 다른 종류의 플라스틱도 당연히 사용가능하다.

전자파 차폐는 크게 반사에 의한 차폐와 흡수에 의한 차폐로 구분될 수 있다. 반사에 의한 차폐는 입사되는 전자파가 순간적으로 표면전류로 변환되고 생성된 표면전류에 의해 전자파가 방출되는 것을 말하며, 따라서 금속과 같이 전기전도성이 높은 재질의 표면에서 이루어진다. 흡수에 의한 차폐는 입사되는 전자파가 흡수되며 열에너지로 변환되는 것을 말하며, 따라서 반사파가 발생되지 않는다.

종래의 레이더 장치는 캐비티가 금속재료(예를 들어 알루미늄이나 스틸 등)으로 제작되어 전자파를 반사시키며 차폐하였으나, 본 실시예들에 의한 레이더 장치(100)는 캐비티(120)가 탄소섬유 또는 탄소섬유 및 탄소나노튜브를 포함하는 플라스틱으로 제작됨으로써 전자파를 일부 반사 및 일부 흡수하며 차폐하게 된다.

전자파가 반사될뿐만 아니라 일부 흡수됨으로써, 특히 RF 소자(150)에서 방출되는 전자파에 의한 노이즈가 크게 감소될 수 있다.

도 3을 참고하여 살펴보면, RF 소자(150)가 회로기판(130)과 캐비티(120) 사이에 구비되므로 RF 소자(150)에서 방출되는 전자파는 캐비티(120)의 내측면과 회로기판(130)의 상면 사이에서 반사되며 RF 소자(150)에 노이즈를 발생시킬 수 있는데, 종래의 레이더 장치에서는 캐비티와 회로기판 사이에서 반사되는 전자파의 세기가 감쇠되기 어려운 반면, 본 실시예들에 의한 레이더 장치(100)에서는 캐비티(120)가 전자파를 일부 흡수하며 차폐시키므로 캐비티(120)와 회로기판(130) 사이에서 전자파가 반사되며 세기가 감쇠하게 되어 노이즈 성능이 개선되는 것이다.

도 4에 도시된 그래프는 종래의 레이더 장치의 검출신호를 나타내며, 도 5와 도 6은 본 실시예들에 의한 레이더 장치(100)에 있어서 각각 탄소섬유가 35중량%, 40중량% 포함되는 경우의 검출신호를 나타내는 그래프이다.

각 그래프의 가로축은 주파수를 나타내고 세로축은 신호세기를 나타내는데, 도 5 및 도 6을 도 4와 비교할 때, 특히 저주파 영역에서, 도시된 바와 같이 노이즈가 크게 감소되는 것을 확인할 수 있으며, 정량적으로는 약 3~6dB의 억제효과를 확인할 수 있었다.

또한, 캐비티(120)가 플라스틱으로 형성됨에 따라, 종래에는 금속 재질의 캐비티를 주로 다이캐스팅 방법에 의해 제작하였던 것과 비교할 때, 사출성형으로 캐비티(120)를 제작할 수 있어 중량이 감소되고 제조원가가 절감될 수 있다.

즉, 용해된 플라스틱에 탄소섬유 또는 탄소섬유 및 탄소나노튜브를 혼합하여 금형에 사출함으로써 성형할 수 있다.

또한, 캐비티(120)를 회로기판(130)에 결합할 때 회로기판(130)에 실장된 다른 부품과 접촉이 발생할 수 있는데, 캐비티(120)가 금속재질이 아니라 플라스틱으로 형성됨으로써 다른 부품에 긁힘 등이 발생할 가능성이 줄어들어 품질저하가 방지된다.

이와 같이 전자파를 반사 및 흡수하며 차폐하는 캐비티(120)는, 탄소섬유를 35중량% 이상 45중량% 이하 포함하고 나머지가 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 기타 불가피한 불순물이 더 포함될 수도 있을 것이다.

캐비티(120)가 탄소섬유를 35중량% 이상 45중량% 이하 포함할 때 반사 및 흡수에 의한 차폐효과가 가장 큰 것을 확인할 수 있었으며, 이 경우 입사되는 전자파 중 약 90%가 반사되고 약 10%가 흡수되는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 캐비티(120)는 탄소나노튜브를 포함할 수 있는데, 탄소섬유뿐만 아니라 탄소나노튜브가 포함됨으로써 캐비티(120)의 강도가 증가되게 된다.

이러한 캐비티(120)는, 탄소섬유를 35중량% 이상 45중량% 이하 포함하고, 탄소나노튜브를 0.5중량% 이상 3중량% 이하 포함하고, 나머지가 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 기타 불가피한 불순물이 더 포함될 수도 있을 것이다.

캐비티(120)가 탄소나노튜브를 0.5중량% 이상 3중량% 이하 포함할 때 캐비티(120)의 강도, 반사 및 흡수에 의한 차폐효과가 가장 큰 것을 확인할 수 있었으며, 이 경우 입사되는 전자파 중 약 80%가 반사되고 약 20%가 흡수되는 것을 확인할 수 있었다.

이와 같은 형상을 가지는 레이더 장치에 의하면, 전자파가 반사 및 흡수되는 재질로 캐비티를 제작하여 전자파 차폐성능이 개선되고, 특히 저주파영역에서의 노이즈가 감쇠되며, 캐비티의 중량이 감소되고 원가가 절감되며, 캐비티를 회로기판에 결합 시 부품이 보호되며 품질저하가 방지될 수 있다.

이상에서, 본 실시예들의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 실시예들이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 실시예들의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 실시예들에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들에 개시된 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 레이더 장치 110: 레이돔
120: 캐비티 130: 회로기판
131: 제 1 구역 132: 제 2 구역
140: 하우징 150: RF 소자

Claims (4)

1. 탄소섬유를 포함하는 플라스틱으로 형성되어, 회로기판에 결합되는 캐비티;
   상기 캐비티와 회로기판의 사이에 구비되는 RF 소자;
   를 포함하는 레이더 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐비티는,
   탄소섬유를 35중량% 이상 45중량% 이하 포함하고, 나머지가 플라스틱인 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 캐비티는 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 캐비티는,
   탄소섬유를 35중량% 이상 45중량% 이하 포함하고, 탄소나노튜브를 0.5중량% 이상 3중량% 이하 포함하고, 나머지가 플라스틱인 것을 특징으로 하는 레이더 장치.

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