KR20240049833A - 차량 레이더 시스템의 지향성 안테나 - Google Patents

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KR20240049833A
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마티유 반셀린
로메인 크레티에르
로랑 로쉬블레이브
프레데릭 스타블로
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꽁빠니에 쁠라스띠끄 옴니옴 에스이
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Abstract

본 발명은 전자기파를 위한 반사 공동(400)을 형성하는 내부 볼륨이 있는 반사 케이싱을 내포한 하우징(350)을 포함하는 전동 차량(1)용 레이더 시스템(200)을 위한 지향성 안테나(300)에 대한 것으로, 반사 케이싱은 벽 집합체(360)로 둘러싸여 지며 , 벽 집합체는 다음을 포함한다:
- 하우징(350)의 내부와 외부 사이에 전자기파 전송구역(46)을 포함하는 제1 전송 벽(361);
- 제1 벽(361)과 반대편에 위치하며 전자기파를 선호된 방향으로 유도할 수 있는 제2 가이드벽(362); 과
- 제1 벽(361) 및 제2 벽(362)을 연결하는 반사 측면 벽 집합체(363-366)를 포함하고, 상기 각 측면 벽들은 상기 반사 공동(400) 내에서 전자기파를 반사할 수 있다.

Description

차량 레이더 시스템의 지향성 안테나
본 발명은 자동차 분야, 예를 들면, 특히 장애물 감지를 위해, 원하는 방향으로 전자기파를 송신 및/또는 수신하기 위한 레이더 시스템이 장착된 자동차에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 전면 및 후면 범퍼에 레이더형 장치가 장착된 자동차들이 알려져 있다. 이러한 레이더 장치는 주차 지원은 물론 운전 지원을 위해서 활용되고 있으며, 예를 들면 영어 약어 ACC (어댑티드 크루즈 컨트롤 << Adaptative Cruise Control >>) 애플리케이션으로 더 잘 알려진 교통 상황에 따라 차량의 속도를 조절하는 애플리케이션에서 레이더 시스템은 레이더 장치가 장착된 자동차와 전방 차량 간의 속도와 거리를 감지한다. 이와 같은 레이더는 특히 도로 상의 교통 및/또는 장애물에 따른 차량 속도 조절에 사용된다. 특히 차 간 안전거리를 유지하기 위해 레이더는 장착된 차량 전방 물체의 속도와 거리를 감지한다.
일반적으로 자동차 산업에서 레이더의 주요 적용 분야는, 예를 들면 주차 지원 시스템, 후진 보조 시스템 또는 보행자 보호 기능 또는 이러한 유형의 기타 시스템과 같은 장비들을 위해, 차량 주변의 전방위 감지가 가능하도록 점점 더 많은 레이더 모듈들이 내장되고 있는 차량 차체분야이다. 그러나 이러한 다양한 레이더는 감지 필드 (장거리 또는 근거리, 정면 또는 측면 감지, 등)와 기능(주차, 자율 주행, 등)에 따라 유형이 다르고 또 더불어 제조자에 따라 다르므로, 각기 독립적으로 제공된 데이터를 이를 활용할 수 있는 차량의 다양한 장비(제동, 조향, 헤드라이트, 소리 또는 시각 경보, 등)에 최적으로 병합할 수 없게 한다.
따라서 차량의 주변 환경을 더 잘 특징 하기 위해, 자동차 제조사는 한편으로는 차량 주변 모니터링 볼륨의 크기를 향상시킬 수 있는 장치들과 또 다른 한편으로는 이러한 장치에서 얻어진 데이터 처리의 분해능을 향상시킬 수 있는 장치들이 필요하다. 이는 차량이 특히 사고를 방지하고 기동을 용이하게 하며 자율 적으로 운전하기 위해, 차량이 그 환경과 최적으로 상호 작용하도록 하기 위한 것이다.
차량 주변의 전방위 감지 볼륨 (3D)를 높이기 위해 자동차 제조사에서는 특정 표면에 분포된 레이더 수를 증가시키는 방향으로 나아가고 있다.
그러나 사용되는 레이더 수의 증가는 비용 증가로 이어진다.
더구나, 레이더 수의 증가는 많은 무선 주파수 트랙에 지속적인 전력 공급을 요구되고, 이는 많은 에너지를 소비하며, 특히 자율 및/또는 전기 자동차에 매우 해롭다.
게다가, 레이더를 약간 소형화 할 수 있다고 하더라도, 제한된 가용 면적 (차체 부품들의 크기는 늘릴 수 없음)과 다른 장비들의 존재로 인해 특정 표면에 분포된 레이더 수의 증가는 실현하기 어려울 수 있으며, 더욱이 레이더가 서로 충돌하는 것을 방지하기 위해 각 레이더 사이에 최소 거리를 유지해야 할 수도 있다.
레이더들이 제공하는 장애물의 위치 및 속도에 대한 추가적인 정보들을 얻기 위해서, 특히, 예를 들어 차량 주변의 (환경 또는 장애물) 물체들을 인식하고, 그들의 궤적을 추적하며, 가능한 한 이에 대한 가장 완전한 이미징을 구성할 수 있는, 향상된 공간 분해능을 갖춘 장치들을 모색하고 있다.
따라서 차량에 LIDAR 및 카메라들과 같은 레이더 보완 장치들이 점점 더 많이 장착되고 있다.
공간 분해능은 관찰 장치가 세부적인 것을 구별 짓는 능력을 표현한다. 이는 특히 두 개의 인접 지점이 올바르게 식별되기 위해 서로 구분되어야 하는 최소 거리로 특징지어질 수 있다.
레이더의 경우, 해당 거리 분해능은 관찰에 사용되는 파동의 파장과 관찰 장치의 개구(opening)의 크기 간의 비율에 따른다. 따라서, 공간 분해능의 향상, 즉 거리 분해능을 감소시키기 위해서는 (파동 주파수의 증가) 파장의 감소 및/또는 관찰 장치의 개구(opening)을 늘리는 것이 필요하다. 실제로 공간 분해능 R은 다음 방정식으로 특정된다:
여기서, c 는 광속, L은 관찰 장치와 표적 간의 거리, f 는 레이더의 주파수, O 는 관찰 장치의 개구(opening)이다.
이것이 오늘날에는, 예를 들어 24GHz 대신 77GHz의, 더 높은 주파수에서 작동하는 레이더를 사용하려고 하는 이유이다
반면, 요새 레이더의 소형화는 개구(opening)을 감소시켜 분해능이 감소된다.
또한, 차체 부품에 부착된 레이더의 경우, 레이더의 위치 설정에 관련된 문제에 직면하게 된다. 실제로, 레이더가 장착된 차체 부품의 변형(충격이나 열팽창 등)이 발생할 경우에도 레이더가 올바른 기능을 수행할 수 있도록 레이더의 무결성을 보장할 수 있는 것이 중요하다. 따라서, 레이더의 적절한 위치(송신/수신방향의 유지)를 레이더 기능을 활용하는 기간 내내 보장하는 것이 필요하다.
따라서 감지 장치의 비용과 에너지 소비를 제한하면서도, 차량 주변에 있는 물체들의 위치와 속도를 제공할 수 있고, 보다 적합한 범위와 공간 분해능을 가질 수 있는 해결책을 제공하는 것이 바람직하다. 이는 차량 주변의 물체나 사람의 감지의 개선하고, 특히 소비를 최대한 제한해야 하는 전기 차량을 포함한 자율 차량에서 이러한 시스템의 설치를 용이하게 한다.
더불어 차체부품에 장착된 레이더 유형과 관계없이 전자 구성요소들의 충격에 대한 취약성에 따른 문제에 직면하게 된다. 실제로 레이더가 장착된 벽을 변형시키는 충격 시, 특히 레이더 전파 송-수신기와 해당 제어 전자 기기를 장착한 전자 유닛과 같은 구성요소들의 손상 가능성이 있으며 이로 인해 레이더 기능이 불능 될 수 있다. 그런데 이러한 구성요소들의 교체는 비용이 많이 든다.
본 발명은 특히, (차체 부품 자체의 크기와 연관된) 하나의 큰 표면으로부터 하나의 주어진 방향으로 하나의 전자기파를 전송(송신 및/또는 수신)할 수 있는, 전동 차량의 차체부품을 위한 하나의 지향성 안테나를 제공하여 앞서 언급된 단점들을 해결하고자 하는 목적을 가지고 있다.
이를 위해서, 본 발명은 전자기파를 위한 반사 공동을 형성하는 내부 볼륨이 있는 반사 케이싱을 내포한 하우징을 포함하는 전동 차량용 레이더 시스템을 위한 지향성 안테나를 목표로 하고 있으며, 여기서 반사 케이싱은 하나의 벽 집합체로 둘러싸여 지며, 벽 집합체는 다음을 포함한다:
- 상기 하우징의 내부와 외부 사이에 전자기파 전송구역을 포함하는 제1 전송 벽;
- 상기 제1 벽과 반대편에 위치하며 전자기파를 선호된 방향으로 유도할 수 있는 제2 가이드벽;
- 상기 제1 벽 및 상기 제2 벽을 연결하는 반사 측면 벽 집합체를 포함하고, 상기 각 측면 벽들은 상기 반사 공동 내에서 전자기파를 반사할 수 있다.
이러한 안테나를 사용함으로서, 레이더의 수를 늘리지 않고, 또 전자 구성요소들을 늘리지 않고도 이러한 안테나가 있는 레이더 시스템의 개구를 높일 수 있다.
또한, 전자 유닛과 지향성 안테나를 분리함으로써, 지향성 안테나를 차량의 환경을 올바르게 이미징할 수 있는 하나의 차량 구역에 위치시킬 수 있으며 동시에 전자 유닛을 충격에 덜 노출된 구역에 위치시킬 수 있다.
전문가에게는 충격에 덜 노출된 구역이 명확하며, 이는 레이더 시스템이 설치된 차체 부품에 따라 달라진다. 예를 들어, 범퍼의 경우 충격에 덜 노출된 구역은 외부 스킨에서 후퇴된 구역 및/또는 (날개 쪽으로) 차량 대비 측면으로 오프셋된 구역 및/또는 (예를 들어 지향성 안테나보다 낮은) 수직으로 오프셋된 구역일 수 있다.
다음은 단독 또는 조합하여 취해질 수 있는 레이더 시스템의 또 다른 선택적 특징들이다:
- 상기 벽들 중 적어도 하나는, 상기 공동에 대한 외부면에 도파관용 커넥터를 포함한다.
- 상기 공동에 대한 외부면 또는 상기 제2 벽의 외부면은 상기 반사 공동 내 존재하는 전자기파에 대한 반사 표면을 구성한다.
- 제2 벽은 인쇄회로를 구성한다.
- 상기 인쇄회로는 상기 반사 공동의 내부로 향해진 내부면을 포함하고, 상기 내부면 상에 상기 메타표면이 인쇄된다.
- 상기 메타표면이 제어 표면과 다이오드들을 포함하고, 상기 인쇄회로는 상기 제어 표면의 보조 제어 전자 기기를 외부 표면에 포함하거나, 또는 이에 연결된다.
- 상기 전자기파의 전송 구역은 전자기파들에 부분적으로 반사되는 층으로 덮여 있다.
- 상기 반사 벽 집합체는 상기 반사 공동 내 전자기파를 반사할 수 있는 반사층으로 덮인 알루미늄 또는 플라스틱 소재로 만들어진다.
- 상기 반사 벽 집합체는 일체형으로 만들어진다.
- 상기 반사 벽 집합체는 서로 마주하는 제1 쌍의 반사 벽과, 상기 제1 쌍의 반사 벽의 벽면들과 거의 수직이며 서로 마주하는 제2 쌍의 반사 벽을 포함한다
- 상기 하우징은 거의 평행 육면체의 형태이다
- 상기 제1 쌍의 반사 벽은 상기 제2 쌍의 반사 벽 내 밀봉되게끔 맞물릴 수 있다.
- 상기 하우징은 플라스틱 소재의 덮개와 리셉터클을 포함한다.
본 발명은 또한 전 청구항들 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 지향성 안테나를 포함하는 레이더 시스템에 관한 것이다.
하나의 실시예에 따르면, 상기 레이더 시스템은:
- 전자기파 주 송신기와 전자기파 주 수신기를 포함하며, 하우징 밖에 이격되어 배치된 전자 유닛;
- 상기 주 송신기와 상기 공동 사이에 그리고 상기 공동과 상기 주 수신기 사이에 전자기파를 전파하기 위한 적어도 하나의 도파관을 포함한다.
한 변형 예에 따르면, 전자 유닛은 60GHz 이상, 특히 75GHz와 80GHz 사이, 바람직하게는 77GHz인 주파수에서 작동하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 지향성 안테나를 포함하는 차체부품에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 차체 부품을 포함하는 전동 차량에 관한 것이다.
본 발명은 단지 예로서 주어지며 첨부된 도면들을 참조하여 다음의 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다:
[도 1] 도 1은 본 발명에 따른 지향성 안테나를 갖춘 레이더 시스템이 장착된 자동차의 하나의 예를 도시한다.
[도 2] 도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 지향성 안테나의 사시도를 도시한다.
[도 3] 도 3은 도 2의 지향성 안테나의 사시도 및 단면도를 도시한다.
[도 4] 도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예에 따른 지향성 안테나의, 위에서 본, 사시도를 도시한다.
[도 5] 도 5는 도 4의 지향성 안테나의, 아래에서 본, 사시도를 도시한다.
[도 6] 도 6은 도 4 및 도 5의 지향성 안테나의 분해도를 도시한다.
[도 7] 도 7은 본 발명에 따른 제3 실시예의 지향성 안테나의 분해도를 도시한다.
[도 8] 도 8은 도 7의 지향성 안테나의 사시도 및 단면도를 도시한다.
[도9]는 본 발명에 따른 지향성 안테나가 탑재된 레이더 시스템의 일 예를 도시한다.
상기 도면들에서, 동일한 요소들에는 동일한 레퍼런스가 부여된다.
다음에 제시된 실시 예들은 단지 예시에 불과하다. 설명이 하나 이상의 실시 예를 언급하고 있음에도 불구하고, 모든 참조가 반드시 같은 실시 예를 지칭하거나 특징들이 오직 단일 실시 예에만 적용된다는 의미가 아니다. 다양한 실시 예들의 간단한 특징들은 다른 실시 예를 만들기 위해 결합되거나 교환될 수 있다.
본 발명에 따른 지향성 안테나(300)가 탑재된 레이더 시스템(200)을 갖춘 자동차(1)의 일 예를 도시하는 도 1을 참조한다. 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 이러한 지향성 안테나(300)는 하우징(350)을 포함한다. 상기 하우징(350)은 전자기파를 위한 반사 공동(400)을 형성하는 내부 볼륨이 있는 반사 케이싱을 포함한다. 상기 반사 케이싱은 다음을 포함한 하나의 벽 집합체(360)로 둘러싸여 진다:
- 제1 벽(361), 전송벽(361)으로 지칭되며, 이는 상기 하우징(350)의 내부 와 외부 사이에 적어도 하나의 전자기파 전송 구역(426)을 탑재하기 때문이다. 더불어 해당 구역 밖에서는 상기 전송벽(361)은 반사 공동(400) 내에서 전자기파를 반사할 수 있다.
- 제2 벽(362), 가이드벽(362)로 지칭되며, 이는 선호된 방향(전송벽(361)을 향해, 또는 도파관(700)을 향해)으로 전자기파를 유도하기 위해 구성된 메타표면(500)을 탑재하기 때문이다. 이러한 가이드벽은 전송벽(361)의 반대편에 위치한다. 가이드벽(362)은 반사 케이싱의 바닥을 형성한다.
- 제1 벽(361)및 제2 벽(362)을 (전자기파의 손실없이) 연속적으로 연결하는 반사 측면 벽 집합체(363-366), 각 측면 벽은 반사 공동(400) 내에서 전자기파를 반사할 수 있다.
하우징 (350)은 다수의 요소들에 대한 고정수단들과 연결수단들을 포함한다.
특히, 하우징은 차체부품(100)에 (예를 들어 도 4와 도 5) 고정수단들(390)을 포함한다. 이러한 고정 수단들은, 차체부품 상 손실 또는 반사 위험을 제한할 수 있도록, 차체부품(100) (참고적으로 차의) 내부 표면에 최대한 가깝게 안테나(300)를 배치가 가능하도록 구성된다.
더불어, 상기 집합체(360) 중 적어도 하나의 벽은 반사 공동(400)에 대한 외부표면 상에 도파관(700)을 위한 커넥터(370)을 포함한다(도 2, 도 4 내지 도 7). 상기 하우징(350)은 상기 도파관(700)이 상기 하우징(350)과 반사벽을 횡단할 수 있도록 하나의 개구를 포함하여, 상기 도파관(700)이 상기 반사 공동(400) 내로 통하도록 한다.
바람직하게는, 하우징(350)은 하우징(350)을 주변환경에 밀봉되게 구성된, 밀봉 요소들(381, 382)을 포함한다(도 6 및 도 7).
하우징(350)은 또한 메타표면(500)의 보조 제어 전자 기기(550)를 포함할 수 있다. 이러한 보조 제어 전자 기기(550)는 예를 들면 제어 표면의 조작에 필요한 시프트 레지스터를 내장하게끔 하거나, 또는 다른 일 예로, 지향성 안테나(300)가 만일 안테나 집합체 일부인 경우, 해당 안테나를 특화하게끔 할 수 있다. 바람직한 일 실시 예에 따르면, 이러한 보조 제어 전자 기기는 가이드 벽(362)에 직접 내장되며, 바람직하게는 공동에 대한 외부면(362e)상에 내장 된다.
가이드벽(362)
가이드벽(362)은 반사 공동(400)에 외부표면(362e)과 상기 공동(400)에 내부 표면(362i)을 포함한다. 가이드벽(362)은 공동(400) 내에서 송출된 파동를 도파관(700)을 통해 전송벽(361)을 향해 유도할 수 있게 한다. 역으로, 가이드벽(362)은, 장애물에 부딪혀 튕겨져 나온 후, 하우징(350) 외부에서부터 공동(400) 내로 수신된 파동을 도파관(700)을 향해 유도할 수 있게 한다.
메타표면(500)은 제어 표면들과 다이오드를 포함한다. 가이드벽(362)은 인쇄회로(510)를 구성한다. 인쇄회로(510)는 반사 공동(400) 내부로 향해진 내부표면(510i)을 포함하고, 그 위에 특히 제어 표면들이 인쇄되어 있고, 바람직하게는 그 위에 다이오드들이 용접되어 있다.
인쇄회로(510)는 제어 표면의 (예를 들어 전자유닛(900) 내에서) 메인 제어 전자 기기에 메파표면을 연결할 수 있도록 (도 5 내지 도 7) 제어 커넥트 요소들(556) 또한 포함하거나 또는 이에 연결되어 있다.
인쇄회로(510)의 또 다른 표면인, 외부표면(510e) 상에는 메타표면과는 또 다른 기능을 가진 트랙들과 전자 요소들이 식립될 수 있다. 예를 들면, 제어 표면의 조작에 필요한 시프트 레지스터를 내장하기 위해서다.
일 실시예에 따르면, 인쇄회로(510)의 외부표면(510e)은 반사공동(400) 내 존재하는 전자기파들에 대한 반사 표면을 구성한다. 예를 들면 이는 구리층과 같은 반사층을 포함할 수 있다. 그에 가이드벽(362)은 반사 케이싱의 바닥벽을 형성한다. 또한 반사 케이싱의 바닥 벽은 또 다른 벽일 수 있다. 예를 들어, (하기에 서술될) 리셉타클(350B)의 바닥 벽: 이와 같은 벽은 전자기파를 반사하는 소재로 구성되거나 또는 반사층으로 덮여 있다.
전송벽(361)
제1 벽, 전송벽(361)은 하우징(350)의 내부와 외부 사이에 전자기파의 적어도 하나의 전송구역(426)을 포함하다. 더불어, 만일 구역(426)이 전송벽(361) 전체를 커버하지 않을 시, 해당 구역(426) 밖에서, 상기 전송벽(361)은 반사 공동(400) 내 전자기파를 반사할 수 있다.
전송구역(426)의 전송 특성을 얻기 위해서는, 해당 구역은 다음과 같을 수 있다:
- 벽(361)의 나머지 부분의 반사 소재와는 다른 소재로 만들어지며, 상기 다른 소재는 적어도 부분적으로 전자기파에 투과될 수 있다;
- 하나의 비 반사 소재로 만들어졌지만 전자기파에 부분적으로 반사하는 층으로 덮여 있다.
- 투과율을 수정하기 위해 제어구역을 형성한다.
반사 공동(400) 내 반사 특성을 얻기 위해서 벽(361)은 구역(426)을 제외하고는 다음과 같이 만들어 질 수 있다:
- 금속과 같은 반사 소재. 이 경우, 전송구역(426)은 또 다른 소재로 만들어 지거나 또는 예를 들면 얇게 만들어 진다.
- 비 반사 소재, 또는 부분적으로 전자기파들에 투과되게 만들어지지만 구역(426) 외에는 반사층으로 덮여진다. 전송 벽(361)은 반사 공동(400)에 대한 내부 면과 동일한 공동(400)에 대한 외부 면을 포함한다. 이러한 면들 중 하나는 이같은 층으로 부분적으로 (구역(426)을 제외하고) 덮여 있을 수 있다. 반사층은 예를 들면 크롬이나 알루미늄과 같은 금속을 이용한 물리 기상 증착(PVD) 방법에 의해 증착된 코팅 또는 도금일 수 있다.
반사벽 집합체(363-366)
반사벽 집합체(363-366)의 벽들은 예를 들어 알루미늄과 같이 전자기파를 반사할 수 있는 소재로 만들어질 수 있다. 이는 예를 들어 주조소에서 몰딩 (또는 소결, 3D 인쇄 등…)으로, 이와 함께 선택적으로는 반사 외관을 얻기 위해 반사 공동(400)에 대한 내부 면들의 가공/연삭을 통해 이루어질 수 있습니다.
대안적으로는(도 4, 도 5 및 도 6 참조), 반사벽 집합체(363-366)의 벽은 플라스틱 소재로 만들어질 수 있다. 이는 몰딩, 특히 사출 몰딩에 의해 이루어질 수 있다. 이 경우, 반사 공동(400) 내에서 전자파를 반사할 수 있는 반사층으로 벽들이 뒤덮여져 있다. 이러한 반사층은 크롬이나 알루미늄과 같은 금속을 사용하는 물리적 기상 증착(PVD, Physical Vapor Deposition) 공정을 통해 코팅되거나 도금된 (<< coating/plating >>) 것 일 수 있다. 또한, 이러한 반사층은 사출로 증착된 금속 분말, 또는 압출되거나 삽입되거나 또는 접착된 금속화된 필름, 혹은 압출된 금속 케이지일 수도 있다.
바람직하게는, 반사 벽(363-366)은 서로 마주하는 하나의 제1 쌍의 반사 벽(363-364)과, 제1 쌍(363-364)의 벽과 거의 수직이며 서로 마주하는 제2 쌍의 반사 벽(365-366)을 포함한다. 또한 바람직하게는, 반사 벽 집합체(363-366)의 벽들은 제1 벽들(361) 및 제2 벽들(362)에 거의 수직이다. 또한 더 바람직하게는, 반사 케이싱을 한정하는 벽 집합체(360)의 벽들은 반사 공동(400) 내 파동 반사를 최적화하도록 거의 평면이다. 따라서, 하우징(350)은 거의 평행육면체인 하나의 형태를 갖는다.
도 2와 도 3을 참고하여 제1 실시예를 다음에 서술한다.
본 실시예에 따르면, 반사 벽 집합체(363-366)은 서로 마주하는 제1 쌍의 반사 벽(363-364)과, 제1 쌍의 반사 벽(363-364)과 거의 수직이며 서로 마주하는 제2 쌍의 반사 벽(365-366)을 포함한다. 더욱이 반사 벽 집합체(363-366)의 벽들은 제1 벽(361) 및 제2 벽(362)에 거의 수직이다.
벽들(360)은 반사 공동(400) 내 파동 반사를 최적화하도록, 적어도 반사공동(400)을 마주하는 부분에서는 평면이다(도 3 참고).
상기 제1 쌍의 반사 벽(363-364)은 예를 들어 몰딩 및 가공된 알루미늄으로 만들어진 한 쌍의 플랜지(도 2 참조)를 형성하며, 이는 제2 쌍의 반사 벽(365-366)의 말단부에 밀봉되게끔 맞물릴 수 있다.
상기 제2 쌍의 반사벽(365-366)은 예를 들어 원하는 길이의 압출 알루미늄 프로파일로 절단된 섹션들일 수 있다. 제1 쌍의 반사벽(363-364)은 제1 쌍의 벽과 제2 쌍의 벽을 배치하고 이를 유지시키기 위해 홈/슬라이드들을 포함한다. 상기 제1 쌍의 반사벽(363-364)은 또한 충격에 더 잘 버티기 위해 및/또는 열 팽창 효과를 제한하기 위해서 변형방지 보강제들을 포함한다. 제1 쌍(363-364)와 제2 쌍(364-366) 간의 맞물림의 깊이와 형태는 파동 전파에 대한 밀봉과 면들 간의 수직을 야기하는 배플효과를 실현한다.
도 4 내지 도 6을 참고하여 제2 실시예를 다음에 서술한다.
본 실시예에 따르면, 하우징(350)은 덮개(350A)와 리셉터클(350B), 두 개의 파트로 구성된다. 각 파트 (350A), (350B)는 바람직하게는 바닥벽 과/또는 측면벽들을 내포하는 보울을 형성한다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에 따르면, 각 파트의 측면벽들은 두 파트들 간의 고정용 둘레 플랜지를 형성하는 테두리를 가진다. 바람직하게는 밀봉 조인트는 플랜지 전반에 따라 위치된다.
도시 되지 않은 변형 예에 따르면, 덮개(350A)는 거의 편평할 수 있고, 즉 측면 벽이 없을 수 있다. 이에, 덮개(350A)는 리셉터클(350B)의 테두리에 지지하기 위해 편평함의 연장선상 내에서 테두리를 가진다. 이러한 변형 예에서, 반사 측면 벽 집합체(363-366)는 리셉터클(350B)에 의해 지탱된다. 역으로, 상기 리셉터클은 거의 편평할 수 있으며, 반사 측면 벽 집합체(363-366)는 덮개(350A)에 의해 지탱된다.
도 4는 위에서 본 하우징(50)을 도시하고, 도 5는 아래에서 본 하우징(50)을 도시한다.
이제 안테나(360)의 분해도를 도시하는 도 6을 참고한다. 하우징(350)의 제1 파트(350A)는 덮개를 형성하고 제1 벽(361)을 수용한다. 바람직하게는 이러한 덮개(360)는 하우징(350)의 내부 및 외부 사이 전자기파 전송구역(426)을 마주하는 오리피스를 바닥벽에 포함한다. 상기 덮개(350A)는 또한, 바람직하게는 측면 벽(오리피스를 지탱하는 벽 이외에) 상에 도파관용 커넥터(370)을 포함한다. 또 다른 변형 예에 따르면, 특히 덮개(350A)가 거의 편평할 시, 바람직하게는 측면 벽 상에, 리셉터클(350B)이 도파관용 커넥터(370)을 포함한다.
하우징(350)의 리셉터클(350B)은 제2벽(362)를 수용한다. 상기 리셉터클(350B)은, (도시되지 않은) 제어빔(800)에 메타표면(500)을 연결하는데 사용되는 제어 커넥트 요소들(556)을 삽입할수 있도록 하는 커넥트 인터페이스(353)을 바닥벽에 포함한다.
이러한 예시에 따르면, 하우징(350)은 또한 제어 표면의 보조 제어 전자 기기(550)을 포함한다. 이러한 보조 제어 전자 기기(550)은 해당 예시에 따르면, 커넥트 인터페이스(353)를 마주하며, 리셉터클(350B)의 바닥벽과 가이드벽(362) 사이에 배치된다. 도시되지 않은 바람직한 변형 예에 따르면, 이러한 보조 제어 전자 기기(550)는 직접적으로 가이드벽(362)에 내장되고, 바람직하게는 공동에 대한 외부 표면(362e)상에 내장된다.
적어도 두 파트(350A, 350B) 중 하나의 측면 벽(바닥 벽 이외의 다른 벽)은 하우징(350)의 반사 측면 벽 집합체(363-366)을 형성한다.
이러한 제2 실시예에 따른 변형에서, 제1 밀봉 조인트는 덮개(350A)와 제1 벽(361) 사이에 배치된다. 이러한 제2 실시예에 따른 변형에서, 제2 밀봉 조인트는 리셉터클(350B)와 제2 벽(362) 사이에 배치된다.
도 7 및 도 8을 참고하여 제3 실시예를 다음에 서술한다.
이제 안테나(300)의 분해도를 도시하는 도 7을 참고 한다. 본 실시예에 따르면, 반사 측면 벽 집합체(363-366)는 일체형으로 실현되고 제1 벽(361)으로 덮여지고 제2 벽(362) 상에 놓여지는 프레임(367)을 형성한다.
바람직하게는, 반사 측면 벽 집합체(363-366)는 제2 벽(362)에 프레임(367)의 고정을 가능케하는 플랜지를 형성하는 테두리를 포함한다.
각 파트(350A, 350B)는 바닥벽을 포함하는 보울과, 두 파트의 쌍방 고정용 둘레 플랜지를 형성하는 테두리를 지닌 측면벽들을 형성한다. 바람직하게는 방수 조인트가 플랜지 전반에 따라 배치된다.
하우징(350)의 덮개(350A)는 덮개를 형성하고, 반사 프레임(367) 그리고 바닥 벽 상에 제1 벽(361)을 수용한다. 바람직하게는 상기 덮개(360)는 하우징(350)의 내부 및 외부 사이 전자기파 전송구역(426)을 마주하는 오리피스를 바닥벽에 포함한다. 상기 덮개(350A)는 또한, 바람직하게는 측면 벽(오리피스를 지탱하는 벽 이외에) 상에 도파관용 커넥터(370)을 포함한다.
하우징(350)의 제2파트(350B)는 리셉터클을 형성하고, 제2벽(362)를 수용한다. 상기 리셉터클(350B)은, (도시되지 않은) 제어빔(800)에 메타표면(500)을 연결하는데 사용되는 제어 커넥트 요소들(556)을 삽입할수 있도록 커넥트 인터페이스(353)을 바닥 벽에 포함한다.
이러한 예시에 따르면, 하우징(350)은 또한 제어 표면의 보조 제어 전자 기기(550)을 포함한다. 이러한 보조 제어 전자 기기(550)은 해당 예시에 따르면, 커넥트 인터페이스(353)를 마주하며, 리셉터클(350B)의 바닥벽과 가이드벽(362) 사이에 배치된다. 도시되지 않은 바람직한 변형 예에 따르면, 이러한 보조 제어 전자 기기(550)는 직접적으로 가이드벽(362)에 내장되고, 바람직하게는 공동에 대한 외부 표면(362e)상에 내장된다.
도 8은 조립되었을 시의 장치에 대한 이해도를 높이기 위해 도 7에 따른 지향성 안테나의 사시도 및 단면도를 도시한다.
이러한 제2 실시예에 따른 변형에서, 제1 밀봉 조인트는 덮개(350A)와 제1 벽(361) 사이에 배치된다. 이러한 제2 실시예에 따른 변형에서, 제2 밀봉 조인트는 리셉터클(350B)과 제2벽(362) 사이에 배치된다.
도시되지 않은 또 다른 변형예에서, 반사 프레임(367)은 리셉터클(350B)에 의해 수용되고 덮개(350A)는 거의 편평할 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 지향성 안테나(300)를 포함하는 레이더 시스템(200)에 관한 것이다. 특정 실시 예를 도시하는 도 9를 참고하여, 레이더 시스템(200)은:
- 전자기파 주 송신기(931)과 전자기파 주 수신기(932)를 포함하며, 하우징(350) 밖에 이격되어 배치된 전자유닛(900);
- 상기 주 송신기(931)과 상기 공동(400) 사이에 그리고 상기 공동(400)과 상기 주 수신기(932) 사이에 전자기파를 전파하기 위한 적어도 하나의 도파관(700),
을 포함한다.
전자 유닛(900)은 60GHz 이상, 특히 75GHz와 80GHz 사이, 바람직하게는 77GHz인 주파수에서 작동하도록 구성된다.
바람직하게는 전자 유닛은 또한 주 송신기(931)와 주 수신기(932)의 제어 전자 기기를 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 지향성 안테나(300)를 포함하는 차체부품(100)에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 차체부품(100)을 포함하는 전동 차량(1)에 관한 것이다.
본 발명은 도시된 실시예들로 제한되지 않으며 다른 실시모드들도 당업자에게는 명백하게 보일 것이다.
1 : 차량
100 : 차체부품
200 : 레이더 시스템
300 : 지향성 안테나
350 : 지향성 안테나 하우징
350A : 하우징(350)의 덮개
350B : 하우징(350)의 리셉터클(receptacle)
360 : 벽 집합체
361 : 전송벽으로 불리는, 제1 벽
362 : 가이드벽으로 불리는, 제2 벽
362e : 벽(362)의 공동(400)의 외부면
362i : 벽(362)의 공동(400)의 내부면
363-366 : 반사 케이싱의 측면벽들
367 : 측면벽들 (363-366)의 집합체로 형성된 반사프레임
370 : 도파관(700)을 위한 커넥터
381 : (전송 오리피스를 바로 둘러싸는)덮개(350A)와 제1 벽(361) 사이에 배치된 제1 밀봉 조인트
382 : 리셉터클(receptacle)(350B)와 제2 벽(362) 사이에 배치된 제2 밀봉 조인트
390 : 차체부품 상 하우징(350)의 고정수단
400 : 전자기파용 반사 공동
426 : 하우징(350) 내부 및 외부 사이의 전자기파의 전송벽(361)의 전송구역
500 : 메타표면
510 : 인쇄회로
550 : 제어된 표면의 보조 제어 전자 기기
700a, 700b : 도파관
900 : 레이더시스템(200)의 전자유닛
931 : 전자기파 주 송신기(primary transmitter)
932 : 전자기파 주 수신기(primary receiver)
940 : 주 송신기(931) 및 주 수신기(932)의 제어 전자 기기

Claims (18)

  1. 전자기파를 위한 반사 공동(400)을 형성하는 내부 볼륨이 있는 반사 케이싱을 내포한 하우징(350)을 포함하는 전동 차량(1) 용 레이더 시스템(200)을 위한 지향성 안테나(300)로서,
    상기 반사 케이싱은 벽 집합체(360)로 둘러싸여 지며, 상기 벽 집합체(360)는:
    - 상기 하우징(350)의 내부와 외부 사이에 전자기파 전송구역(46)을 포함하는 제1 전송 벽(361);
    - 상기 제1 벽(361)과 반대편에 위치하며 전자기파를 선호된 방향으로 유도할 수 있는 제2 가이드벽(362); 과
    - 상기 제1 벽(361) 및 상기 제2 벽(362)을 연결하는 반사 측면 벽집합체(363-366) - 상기 각 측면 벽들은 상기 반사 공동(400) 내에서 전자기파를 반사할 수 있음 -;
    를 포함하는 지향성 안테나(300).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벽(361-366)중 적어도 하나는 상기 공동(400)에 대한 외부면에 도파관(700)을 위한 커넥터(370)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공동(400)에 대한 외부면(362e) 또는 상기 제2 벽(362)의 외부면(362i)은 상기 반사 공동(400) 내 존재하는 전자기파에 대한 반사 표면을 구성하는 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 벽(362)이 인쇄회로(510)을 구성하는 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인쇄회로(510)가 상기 반사 공동(400)의 내부로 향해진 내부면을 포함하고, 상기 내부면 상에 상기 메타표면(500)이 인쇄되는 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 메타표면(500)이 제어 표면과 다이오드들을 포함하고, 상기 인쇄회로(510)는 상기 제어 표면의 보조제어 전자 기기(550)를 외부 표면에 포함하거나, 또는 이에 연결된 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기파의 전송 구역(426)은 전자기파들에 부분적으로 반사되는 층으로 덮인 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 벽 집합체(363-366)는 상기 반사 공동(400) 내 전자기파를 반사할 수 있는 반사층으로 덮인 알루미늄 또는 플라스틱 소재로 만들어진 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 벽 집합체(363-366)는 일체형으로 만들어 진 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 벽 집합체(363-366)는 서로 마주하는 제1 쌍의 반사 벽(363-364)과, 상기 제1 쌍의 반사 벽(363-364)과 거의 수직이며 서로 마주하는 제2 쌍의 반사 벽(365-366)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 하우징(350)은 거의 평행 육면체인 형태인 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 쌍의 반사 벽(363-364)이 상기 제2 쌍의 반사 벽(365-366) 내 밀봉되게끔 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(350)이 플라스틱 소재의 덮개(350A)와 리셉터클(receptacle)(500B)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지향성 안테나(300).
  14. 레이더 시스템(200)으로서,
    제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 지향성 안테나(300)을 포함하는 레이더 시스템(200).
  15. 제14항에 있어서,
    - 전자기파 주 송신기(931)와 전자기파 주 수신기(932)를 포함하며, 하우징(350) 밖에 이격되어 배치된 하나의 전자 유닛(900);
    - 상기 주 송신기(931)와 상기 공동(400) 사이에 그리고 상기 공동(400)과 상기 주 수신기(932) 사이에 전자기파를 전파하기 위한 적어도 하나의 도파관(700),
    을 포함하는 레이더 시스템(200).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전자 유닛(900)이 60GHz 이상, 특히 75GHz와 80GHz 사이, 바람직하게는 77GHz인 주파수에서 작동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이더 시스템(200).
  17. 차체부품(100)으로서,
    제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 지향성 안테나(300)을 포함하는 차체부품(100).
  18. 전동 차량(1)로서,
    제17항에 따른 차체부품(100)을 포함하는 전동 차량(1).
KR1020247010418A 2021-09-03 2022-09-02 차량 레이더 시스템의 지향성 안테나 KR20240049833A (ko)

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