TWI424931B

TWI424931B - 車用雷達裝置及其天線罩

Info

Publication number: TWI424931B
Application number: TW100130717A
Authority: TW
Inventors: Yi Cheng Wu; yi jie Wang; Chao Chun Lin; Cheng Hsiung Hsu; I Shan Chen; Ta Wei Hsu
Original assignee: Wistron Neweb Corp
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2014-02-01
Also published as: TW201309516A; US20130050034A1

Description

車用雷達裝置及其天線罩

本發明關於一種天線罩及車用雷達裝置，尤指一種具有高穿透性之天線罩及具有該天線罩之車用雷達裝置。

為增加行車安全，有些汽車已配備有車用雷達裝置，設置於後方保險桿內，用以偵測後方的車行狀況。為增加盲點偵測效率，車用雷達裝置多曝露於車外，故車用雷達裝置需天線罩以保護實體天線。目前天線罩的材質多為聚四氟乙烯(polytetrafluornethylene，PTFE)玻璃纖維複合物。由於天線罩實際的應用環境條件嚴苛，例如天候影響、地面砂石撞擊等，故易造成天線罩老化、變形、應力破裂等而損壞，天線保護功能減損或喪失。此外，由於目前車用雷達裝置多設計為低功耗、降低傳輸損耗，故天線罩本身結構會影響信號傳輸損耗，且當天線罩材質變異、結構變形時，信號傳輸損耗程度更形惡化，亦即影響前述偵測效率。

鑑於先前技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種天線罩，用於一車用雷達裝置。該天線罩經由設計結構厚度，以抑制信號傳輸損耗，並進一步地選用適當成形材質，以增加該天線罩的結構強度及耐候性。

本發明之天線罩用於一車用雷達裝置，該車用雷達裝置包含一基座及設置於該基座上之一天線，該天線具有一中心操作頻率。該天線罩包含一主體部及一銜接部。該主體部具有一介質常數，該銜接部連接該主體部周圍。該銜接部能與該基座銜接使得該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線之輻射方向之厚度等於對應該中心操作頻率於該介質常數之二分之一波長。藉此，該天線罩具有相當低的穿透損耗，亦即無線電磁波信號穿透該天線罩之損耗可有效抑制，有助於盲點偵測效率。

進一步地，該主體部可由一可撓性複合材料製成，例如甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate,PBT)及玻璃纖維之混合物，或聚碳酸酯樹脂(polycarbonate,PC)、PBT及玻璃纖維之混合物，以增加該天線罩的結構強度及耐候性。

本發明之另一目的在於提供一種車用雷達裝置，包含本發明之天線罩。因此，該車用雷達裝置亦具有抑制信號傳輸損耗及增加該天線罩結構強度及耐候性的功能。

本發明之車用雷達裝置包含一基座、一天線及一天線罩。該天線設置於該基座上並具有一中心操作頻率。該天線罩包含一主體部及一銜接部。該主體部具有一介質常數，該銜接部連接該主體部周圍。該銜接部能與該基座銜接使得該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線之輻射方向之厚度等於對應該中心操作頻率於該介質常數之二分之一波長。同樣地，該天線罩具有相當低的穿透損耗，亦即無線電磁波信號穿透該天線罩之損耗可有效抑制，有助於盲點偵測效率。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖為根據本發明之一較佳具體實施例之車用雷達裝置1之示意圖，第2圖為車用雷達裝置1之部分分解示意圖。車用雷達裝置1包含一基座12、一天線14及一天線罩16。天線14設置於基座12上，天線14具有一中心操作頻率。天線罩16包含一主體部162及一銜接部164，主體部162具有一介質常數，銜接部164連接主體部162周圍，銜接部164能與基座12銜接使得主體部162遮蓋天線14，藉此達到保護天線14的目的。於本實施例中，銜接部164上形成多個通孔1642，基座12上對應通孔1642形成多個螺孔122，利用多個螺絲18穿過通孔1642並旋入螺孔122中以將銜接部164固定於基座12上。於實作上，銜接部164亦得以其他方式銜接於基座12上，例如黏貼、卡扣機構等，但本發明均不以此為限。

請併參閱第3圖，其為天線罩16之剖面示意圖；其中另以虛線表示天線14相對天線罩16之設置位置。於本實施例中，天線14係一平板天線，其無線電磁波信號輻射方向以箭頭表示，主體部162沿天線14之輻射方向之厚度166等於對應該中心操作頻率於該介質常數之二分之一波長，例如該中心操作頻率為24 GHz，該介質常數為3.8，則厚度166約為3.3±0.5 mm，又例如於另一實施例中，中心操作頻率為77 GHz，該介質常數為3.8，則厚度166約為1.0±0.3 mm，但本發明不以此為限。補充說明的是，由於本實施例中，天線呈板狀，故主體部162亦係一板狀結構；因此，當天線之輻射方向呈球面輻射時，主體部162亦將形成球殼結構，以使無線電磁波信號穿過主體部162之電性路徑長為二分之一波長。簡言之，主體部162之幾何結構將配合天線14的輻射場形設計，以使無線電磁波信號穿過主體部162之電性路徑長為二分之一波長，進而能有效抑制無線電磁波信號穿透損耗。

另外，於本實施例中，主體部162具有一矩形輪廓，但本發明不以此為限。於實作上，主體部162可配合天線14輪廓，或是配合銜接部164與基座12間之銜接結構而有不同的幾何輪廓。例如第4圖所示具有圓形輪廓主體部162a之天線罩16a、第5圖所示具有六邊形輪廓主體部162b之天線罩16b、第6圖所示具有多邊形輪廓主體部162c之天線罩16c等等；其中，各天線罩之銜接部輪廓不以與主體部輪廓相似為必要，例如天線罩16c之銜接部輪廓即為圓形。

請參閱第7圖及第8圖，第7圖為車用雷達裝置1設置於一汽車2之位置示意圖，其中車用雷達裝置1以矩形影線表示；第8圖為車用雷達裝置1整合至汽車2之一保險桿22(或鈑金件)之剖面示意圖，其位置如第7圖中圓圈A所示。如第7圖所示，車用雷達裝置1設置於汽車2後方角落，故可有效偵測駕駛視野死角。為減少車用雷達裝置1之訊號損耗，保險桿22(或鈑金件)上形成一開口222及一卡持結構224，車用雷達裝置1自保險桿22(或鈑金件)內側卡入卡持結構224中並使得主體部162露出於開口222。藉此，自天線14發射之無線電磁波信號或天線14接收反射的無線電磁波信號均只需穿過主體部162，避免不必要的信號損耗。於實作上，露出的主體部162得與保險桿22(或鈑金件)之結構表面整合，以保持汽車2平順外觀。另外，前述雖以卡持結構224為例說明車用雷達裝置1與汽車2之銜接結構，但本發明不以此為限。例如，如第9圖所示，另以螺絲19直接將車用雷達裝置1鎖固於保險桿22(或鈑金件)上，亦能達到整合固定的效果。

如前述實施例說明，車用雷達裝置1之主體部162係曝露的，且設置於相對接近地面的位置，因此主體部162極易受外界環境影響，例如雨水、地面污水、碎石衝擊、陽光曝曬等。因此，於實作上，天線罩16採一體成形，其材質可選用具撓性的耐候性材料。例如主體部162可採用包含聚對苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate,PBT)及玻璃纖維之可撓性複合材料，其中玻璃纖維的重量百分比為10%~30%，該可撓性複合材料其餘為PBT；藉由玻璃纖維的加入提昇PBT成形後結構強度，同時能避免成形後過度收縮而影響主體部162厚度的均勻性。

另外，一般由於PBT結晶成形溫度較低，故當主體部162具有較大的厚寬比的板狀或殼狀結構，易造成不飽模的現象。因此，於實作上，一體成形的天線罩16可採用包含PBT、聚碳酸酯樹脂(polycarbonate,PC)及玻璃纖維之可撓性複合材料，其中玻璃纖維的重量百分比為10%~30%，PC的重量百分比為30%~50%，該可撓性複合材料其餘為PBT。藉由PC的加入使得PBT的結晶度下降，配方溶液可在成形前均勻分配至天線罩16各部位，形成飽模，並達到厚度均勻的效果。同時，PC亦能提昇成形後天線罩16的耐衝擊性。補充說明的是，本發明用於天線罩16成形之溶液配方不以前述為限，原則上具有耐候性及可撓性並能提高強度之溶液配方均可用以形成本發明之天線罩。

如前述說明，本發明控制車用雷達裝置之天線罩之厚度以使天線輻射之無線電磁波信號能以相當低的損耗穿透主體部，並且反射的無線電磁波信號穿透主體部的損耗亦能被有效抑制。此外，天線罩可採用具撓性的耐候性材料以提昇其機械性質及耐候性，進而增加對外部的物理或化學破壞的抵抗能力。另外，於實作上，天線罩亦能與應用汽車之保險桿或鈑金件結構整合，使得主體部能曝露出來並兼顧汽車外觀，同時能避免自天線發射或接收的無線電磁波信號穿透其他物件而造成不必要的信號損耗。因此，相較於先前技術，本發明之天線罩及車用雷達裝置能有效抑制無線電磁波信號的穿透損耗，有助於盲點偵測效率；並且本發明之天線罩能延長天線罩使用壽命以避免因長期使用引起材料缺陷而造成穿透損耗的增加的問題。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1．．．車用雷達裝置

2．．．汽車

12‧‧‧基座

14‧‧‧天線

16、16a、16b、16c‧‧‧天線罩

18、19‧‧‧螺絲

22‧‧‧保險桿

122‧‧‧螺孔

162、162a、162b、162c‧‧‧主體部

164‧‧‧銜接部

166‧‧‧厚度

222‧‧‧開口

224‧‧‧卡持結構

1642‧‧‧通孔

第1圖為根據本發明之一較佳具體實施例之車用雷達裝置之示意圖。

第2圖為第1圖中車用雷達裝置之部分分解示意圖。

第3圖為第1圖中天線罩之剖面示意圖。

第4圖為具有圓形輪廓主體部之天線罩之俯視示意圖。

第5圖為具有六邊形輪廓主體部之天線罩之俯視示意圖。

第6圖為具有多邊形輪廓主體部之天線罩之俯視示意圖。

第7圖為車用雷達裝置設置於一汽車之位置示意圖。

第8圖為第7圖中車用雷達裝置與汽車之一保險桿(或鈑金件)之銜接剖面示意圖。

第9圖為第7圖中車用雷達裝置與汽車之一保險桿(或鈑金件)根據另一實施例之銜接剖面示意圖。

1．．．車用雷達裝置

12．．．基座

14．．．天線

16．．．天線罩

18．．．螺絲

122．．．螺孔

162．．．主體部

164．．．銜接部

1642．．．通孔

Claims

一種天線罩，用於一車用雷達裝置，該車用雷達裝置包含一基座及設置於該基座上之一天線，該天線具有一中心操作頻率，該天線罩包含：一主體部，具有一介質常數；以及一銜接部，連接該主體部周圍，該銜接部能與該基座銜接使得該天線罩與該基座形成一容置空間以容置該天線且該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線之輻射方向之厚度等於對應該中心操作頻率於該介質常數之二分之一波長。
如請求項1所述之天線罩，其中該主體部係由一可撓性複合材料製成。
如請求項2所述之天線罩，其中該可撓性複合材料包含聚對苯二甲酸丁二醇酯及玻璃纖維。
如請求項3所述之天線罩，其中該玻璃纖維的重量百分比為10%~30%，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
如請求項2所述之天線罩，其中該可撓性複合材料包含聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯樹脂及玻璃纖維。
如請求項5所述之天線罩，其中該玻璃纖維的重量百分比為10%~30%，該聚碳酸酯樹脂的重量百分比為30%~50%，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
如請求項1所述之天線罩，其中該主體部具有一矩形輪廓、一圓形輪廓、一六邊形輪廓或一多邊形輪廓。
一種車用雷達裝置，包含：一基座；一天線，設置於該基座上，該天線具有一中心操作頻率；以及一天線罩，包含：一主體部，具有一介質常數；以及一銜接部，連接該主體部周圍，該銜接部能與該基座銜接使得該天線罩與該基座形成一容置空間以容置該天線且該主體部遮蓋該天線，該主體部沿該天線之輻射方向之厚度等於對應該中心操作頻率於該介質常數之二分之一波長。
如請求項8所述之車用雷達裝置，其中該主體部係由一可撓性複合材料製成。
如請求項9所述之車用雷達裝置，其中該可撓性複合材料包含聚對苯二甲酸丁二醇酯及玻璃纖維。
如請求項10所述之車用雷達裝置，其中該玻璃纖維的重量百分比為10%~30%，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
如請求項9所述之車用雷達裝置，其中該可撓性複合材料包含聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯樹脂及玻璃纖維。
如請求項12所述之車用雷達裝置，其中該玻璃纖維的重量百分比為10%~30%，該聚碳酸酯樹脂的重量百分比為30%~50%，該可撓性複合材料其餘為該聚對苯二甲酸丁二醇酯。
如請求項8所述之車用雷達裝置，其中該主體部具有一矩形輪廓、一圓形輪廓、一六邊形輪廓或一多邊形輪廓。
如請求項8所述之車用雷達裝置，其中該天線係一平板天線，該主體部係一板狀結構。
如請求項8所述之車用雷達裝置，其中該車用雷達裝置能藉由該銜接部或該基座銜接至一汽車之一保險桿或一鈑金件以使該主體部露出於該保險桿或該鈑金件之一開口。