KR20220138253A - 레이더 전파 커버 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 레이더에서 방출된 빔의 굴절에 의한 위상차가 최소화되어 레이더를 통한 감지 정확도가 향상되는 레이더 전파 커버 장치가 소개된다.

Description

레이더 전파 커버 장치 {RADIO WAVE COVER APPARATUS}
본 발명은 레이더 전파의 굴절이 개선되는 레이더 전파 커버 장치에 관한 것이다.
최근에는 차량의 자율 주행에 대한 개발이 지속화됨에 따라 스마트 크루즈 컨트롤 시스템이 적용되고 있다. 이러한 스마트 크루즈 컨트롤 시스템은 운전자의 별도 조작없이 차량의 주행속도가 일정하게 유지되도록 하거나, 주변 다른 차량과 간격을 유지하면서 자동 주행이 가능하도록 한다.
이렇게, 스마트 크루즈 컨트롤 시스템은 주변 환경에 대한 센싱을 위해, 레이더가 장착되고, 레이더의 정확도에 따라 차량의 주행 안정성이 향상된다.
이를 위한 레이더 송수신 장치는 차량의 전방부에 설치되며, 특히 라디에이터 그릴에 설치되고 있다. 그러나 라디에이터 그릴을 포함하여 차량의 전방부는 외관 이미지에 따라 굴절된 형상을 가지게 되고, 레이더 빔의 입사각도에 따라 균일한 전파 송수신에 영향을 미치게 된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2015-0102216 A (2015.09.07)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 레이더에서 방출된 빔이 굴절됨에 따른 위상차가 최소화되도록 하여 레이더를 통한 감지 정확도가 향상되도록 하는 레이더 전파 커버 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이더 전파 커버 장치는 전파를 발생시키는 전파발생기; 및 전파발생기로부터 전파가 입사되게 배치되고, 전파가 입사되는 입사구간은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되게 형성된 커버부;를 포함한다.
커버부의 입사구간은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 전파의 입사각도와 커버부의 재질에 따른 상대유전율에 따라 두께량이 결정된 것을 특징으로 한다.
커버부는 전파가 입사되는 후면부를 이루며 특정 색상을 가지고 외관 이미지에 따른 형상으로 형성되며 전파가 투과되는 제1층과, 전파가 출사되는 전면부를 이루고 투명 색상이며 제1층을 덮도록 결합되고 전파가 투과되는 제2층으로 구성된 것을 특징으로 한다.
제1층은 동일한 두께를 가지도록 형성되고, 제2층은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
제1층과 제2층은 전파의 중심축에서 멀어지는 방향으로 각각의 두께가 증가되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
커버부는 제1층과 제2층 사이에 제1층과 동종 재질 또는 제2층과 동종 재질로 이루어진 메쉬층이 더 구성된 것을 특징으로 한다.
메쉬층은 제1층과 제2층 중 유전 손실이 적은 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1층과 제2층은 서로 다른 재질로 구성됨에 따라 서로 다른 유전율을 갖는 것을 특징으로 한다.
제1층과 제2층의 두께는 제1층으로 입사된 전파와 제2층으로 출사된 전파의 위상이 동일하도록 임의 배수의 조합으로 선정되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 레이더 전파 커버 장치는 레이더에서 방출된 빔의 굴절에 의한 위상차가 최소화되어 레이더를 통한 감지 정확도가 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 레이더 전파 커버 장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 레이더 전파 커버 장치의 조립도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 전파 커버 장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 전파 커버 장치를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 레이더 전파 커버 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 종래의 레이더 전파를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 레이더 전파를 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 전파 커버 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 레이더 전파 커버 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 레이더 전파 커버 장치의 조립도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 전파 커버 장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 전파 커버 장치를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 레이더 전파 커버 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 종래의 레이더 전파를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 레이더 전파를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 레이더 전파 커버 장치는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 전파를 발생시키는 전파발생기(10); 및 전파발생기(10)로부터 전파가 입사되게 배치되고, 전파가 입사되는 입사구간(A)은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되게 형성된 커버부(20);를 포함한다.
여기서, 전파발생기(10)는 레이더이고, 커버부(20)는 평면 또는 곡면을 가지는 형상의 레이돔으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 전파발생기(10)는 차량의 전방부에 설치될 수 있고, 전파발생기(10)에서 발생된 전파가 커버부(20)를 통과하여 타겟을 감지하도록 한다.
한편, 전파발생기(10)에서 발생되는 전파는 일정범위로 방사되어 커버부(20)에 입사하게 된다. 다만, 전파는 커버부(20)의 입사구간(A)에서 전파의 중심축의 경우 굴절이 발생되지 않지만, 전파의 중심축에서 멀어짐에 따라 입사각도를 가질 경우 굴절되거나 반사되어 전파의 손실이 발생될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 커버부(20)는 전파가 입사되는 입사구간(A)이 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되게 형성된다.
즉, 커버부(20)에서 전파의 위상차가 발생되는 것은 커버부(20)가 가지는 유전율과 전파의 입사각도에 의한 것으로서, 본 발명에 따른 커버부(20)의 입사구간(A)은 전파의 중심축에서 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되게 형성됨에 따라 전파의 입사각도에 의한 위상차가 보상되어 전파의 굴절, 반사 등에 의한 손실이 감소된다.
상세하게, 커버부(20)의 입사구간(A)은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 전파의 입사각도와 커버부(20)의 재질에 따른 상대유전율에 따라 두께량이 결정된다. 즉, 커버부(20)의 두께는 전파의 위상, 전파의 파장길이, 커버부의 상대유전율, 전파의 입사각에 따라 결정된다. 이에 따라, 본 발명은 전파의 입사각에 비례하여 커버부(20)의 두께가 증대되도록 함으로써, 전파의 입사각도에 의한 굴절이 보상되도록 한다. 이러한 커버부(20)는 전파발생기(10)의 전파가 입사되는 입사구간(A)을 제외한 나머지 영역의 경우 두께가 일정하게 유지되도록 하여 외관 이미지가 유지되도록 한다.
한편, 도 1 및 도 2에에서 볼 수 있듯이, 커버부(20)는 전파가 입사되는 후면부를 이루며 특정 색상을 가지고 외관 이미지에 따른 형상으로 형성되며 전파가 투과되는 제1층(21)과, 전파가 출사되는 전면부를 이루고 투명 색상이며 제1층(21)을 덮도록 결합되고 전파가 투과되는 제2층(22)으로 구성된다.
여기서, 제1층(21)과 제2층(22)은 서로 다른 재질로 구성됨에 따라 서로 다른 유전율을 갖는다. 즉, 제1층(21)은 불투명한 ASA 재질로 구성될 수 있으며, 특정 색상을 가지도록 구성될 수 있다. 제2층(22)은 투명한 재질의 PMMA 재질로 구성될 수 있으며 제1층(21)을 덮도록 결합된다. 이처럼, 커버부(20)는 특정 색상을 가지는 ASA 재질의 제1층(21)이 후면부를 이루고, 투명한 PMMA 재질의 제2층(22)이 전면부를 이루며, 전파발생기(10)에서 발생된 전파가 제1층(21)과 제2층(22)을 통과하여 출사된다. 여기서, 제1층(21)은 제2층(22)에 대비하여 두께가 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 즉, 제1층(21)의 경우 색상을 가지며, 재질의 특성을 고려하여 제1층(21)의 두께가 제2층(22)의 두께보다 작게 형성되도록 한다.
또한, 커버부(20)는 제1층(21)과 제2층(22) 사이에 제1층(21)과 동종 재질 또는 제2층(22)과 동종 재질로 이루어진 메쉬층(23)이 더 구성될 수 있다. 이러한 메쉬층(23)은 제1층(21) 또는 제2층(22)에 형성되며, 전파의 입사방향 및 전파의 영향에 따라 패턴의 형상이 결정될 수 있다. 본 발명에서는 라디에이터 그릴에 적용됨에 따라 라디에이터 그릴의 형상에 매칭되는 패턴 형상으로 형성되도록 한다.
또한, 메쉬층(23)의 경우 제1층(21)과 제2층(22) 중 유전 손실이 적은 재질에 해당되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1층(21)은 ASA 재질로 구성되고, 제2층(22)은 PMMA 재질로 구성됨에 따라, 재질의 특성상 제1층(21)보다 제2층(22)이 상대적으로 유전손실이 작다. 따라서, 메쉬층(23)은 제2층(22)에 형성되어 구조화됨이 바람직하다. 이러한 메쉬층(23)에는 금속이 증착되어 외관이미지를 형성함과 더불어 전파의 투과 손실이 저감되도록 한다. 또한, 메쉬층(23)은 둘레부(23a)의 경사가 최소화되도록 형성하여 메쉬층(23)에서 발생하는 유전손실이 저감되도록 한다.
상술한 커버부(20)를 이루는 제1층(21)과 제2층(22)은 다양한 실시 형태로 구성될 수 있다.
일실시예로, 제1층(21)은 동일한 두께를 가지도록 형성되고, 제2층(22)은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되도록 형성될 수 있다. 이렇게, 유전손실이 큰 ASA 재질로 구성되는 제1층(21)의 두께를 최소화하여 동일한 두께로 연장되도록 하고, 유전손실이 상대적으로 작은 PMMA 재질의 제2층(22)의 두께를 조정한다. 즉, 제2층(22)의 두께를 전파발생기(10)에서 발생된 전파의 중심축에서 멀어지는 방향으로 두께가 증대되도록 형성함으로써, 전파의 입사각도에 의한 굴절이 보상되도록 한다. 한편, 제1층(21)과 제2층(22) 사이에 마련되는 메쉬층(23)은 재질에 따른 유전손실을 고려하여 두께가 결정될 수 있다.
이에 따라, 커버부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1층(21), 메쉬층(23), 제2층(22)으로 구성되며, 전파발생기(10)에서 발생되는 전파의 입사각에 따라 제2층(22)의 두께가 조정됨으로써 전파의 입사각도에 의한 굴절이 보상된다.
이에 따른 실시예로, 커버부(20)는 아래 표 1과 같이 두께가 결정될 수 있다.
Position 제1층 메쉬층 제2층 Total
Case 1 Center(0°) 1.8t 2.5t 5.4t 7.2t
Boundary(42.6°) 1.8t 7.6t 9.4t
여기서, 전파발생기(10)에서 발생되는 전파의 입사범위(Boundary)는 전파발생기(10)의 사양 및 커버부(20)의 위치에 따라 다양하게 변동될 수 있고, 제1층(21), 메쉬층(23), 제2층(22)의 두께도 각 재질의 유전율 및 전파의 입사각도에 따라 변동될 수 있다.
한편, 다른 실시예로, 제1층(21)과 제2층(22)은 전파의 중심축에서 멀어지는 방향으로 각각의 두께가 증가되도록 형성된다.
이때, 제1층(21)과 제2층(22)은 전파의 중심축과 매칭되는 부분의 두께가 최소화되도록 할 수 있으며, 제1층(21)과 제2층(22)을 전파의 중심축에서 멀어지는 방향으로 조정함으로써 전파의 입사각도에 의한 굴절이 보상된다. 여기서, 제1층(21)의 의 경우 유전손실이 큰 ASA 재질로 구성되고, 제2층(22)의 경우 상대적으로 유전손실이 작은 PMMA 재질로 구성되는바, 제2층(22)의 두께를 더 크게 조정할 수 있다.
이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 커버부(20)는 제1층(21), 메쉬층(23), 제2층(22)으로 구성되며, 전파발생기(10)에서 발생되는 전파의 입사각에 따라 제1층(21)과 제2층(22)의 두께가 조정됨으로써 전파의 입사각도에 의한 굴절이 보상되도록 한다.
이에 따른 실시예로, 커버부(20)는 아래 [표 2]와 같이 두께가 결정될 수 있다.
Position 제1층 메쉬층 제2층 Total
Case 2 Center(0°) 1.2t 3.4t 6.0t 7.2t
Boundary(42.6°) 1.7t 8.4t 10.1t
여기서, 전파발생기(10)에서 발생되는 전파의 입사범위(Boundary)는 전파발생기(10)의 사양 및 커버부(20)의 위치에 따라 다양하게 변동될 수 있고, 제1층(21), 메쉬층(23), 제2층(22)의 두께도 각 재질의 유전율 및 전파의 입사각도에 따라 변동될 수 있다.
한편, 상술한 제1층(21)과 제2층(22)의 두께는 제1층(21)으로 입사된 전파와 제2층(22)으로 출사된 전파의 위상이 동일하도록 임의 배수의 조합으로 선정될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1층(21)과 제2층(22)은 전파발생기(10)에서 발생된 전파가 커버부(20)를 통과시, 전파의 입사파와 출력파의 위상이 동일하도록 제1층(21)과 제2층(22)이 각각 투과 전파의 1/4파장 & 3/4파장 배수 조합으로 선정되거나, 1/2파장 배수 조합으로 선정될 수 있다. 즉, 제1층(21)과 제2층(22)의 두께는 전기발생기에서 발생되는 전파의 속도, 주파수 및 제1층(21) 또는 제2층(22)의 재질에 따른 유전율에 따라 파장의 길이를 고려하여 선정될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 커버부(20)가 전파발생기(10)에서 발생되는 전파의 입사각 및 각 재질의 유전율을 고려하여 두께가 조정됨으로써, 전파의 굴절에 의한 위상차가 최소화되어 레이더를 통한 감지 정확도가 향상된다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 전파가 이동됨에 따른 전파의 저항 세기를 보면, 종래의 레이돔의 경우 균일 두께층을 가짐에 따라 전파의 저항 세기가 높은 것을 알 수 있다.
그러나 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래에 대비하여 전파의 저항 세기 감소된 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10:전파발생기 20:커버부
21:제1층 22:제2층
23:메쉬층

Claims (9)

  1. 전파를 발생시키는 전파발생기; 및
    전파발생기로부터 전파가 입사되게 배치되고, 전파가 입사되는 입사구간은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되게 형성된 커버부;를 포함하는 레이더 전파 커버 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    커버부의 입사구간은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 전파의 입사각도와 커버부의 재질에 따른 상대유전율에 따라 두께량이 결정된 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    커버부는 전파가 입사되는 후면부를 이루며 특정 색상을 가지고 외관 이미지에 따른 형상으로 형성되며 전파가 투과되는 제1층과, 전파가 출사되는 전면부를 이루고 투명 색상이며 제1층을 덮도록 결합되고 전파가 투과되는 제2층으로 구성된 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    제1층은 동일한 두께를 가지도록 형성되고,
    제2층은 전파의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 두께가 점차 증가되도록 형성된 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    제1층과 제2층은 전파의 중심축에서 멀어지는 방향으로 각각의 두께가 증가되도록 형성된 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    커버부는 제1층과 제2층 사이에 제1층과 동종 재질 또는 제2층과 동종 재질로 이루어진 메쉬층이 더 구성된 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    메쉬층은 제1층과 제2층 중 유전 손실이 적은 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    제1층과 제2층은 서로 다른 재질로 구성됨에 따라 서로 다른 유전율을 갖는 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    제1층과 제2층의 두께는 제1층으로 입사된 전파와 제2층으로 출사된 전파의 위상이 동일하도록 임의 배수의 조합으로 선정되는 것을 특징으로 하는 레이더 전파 커버 장치.
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