WO2018135726A1 - 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재 - Google Patents

자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재 Download PDF

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WO2018135726A1
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electromagnetic wave
conductive pattern
transmitting member
wave transmitting
support plate
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유영준
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주식회사 인비지블
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    • B32B2457/00—Electrical equipment

Definitions

  • the present invention relates to a radar penetrating member constituting a radar device mounted on an automobile.
  • ACC adaptive cruise control
  • AEB autonomous emergency brake systems
  • the vehicle radar may include an antenna element and a radome, and may further include a front panel.
  • the antenna element includes two antennas that transmit electromagnetic waves having a frequency of 77 GHz or 79 GHz in a specific direction and receive electromagnetic waves reflected from objects around the vehicle. While the radome protects the antenna element from external shocks, the radome serves to suppress the generation of directional distortion or noise with respect to the electromagnetic waves of the antenna element.
  • the front panel is similar in character to the radome and serves to secure the radar system, including the radome, from shocks from the outside of the vehicle.
  • Radomes and front panels typically consist of composite dielectrics such as glass, kevlar, polyester, quartz, and polysignite, and electromagnetic waves at 77 GHz or 79 GHz are inherent in dielectric constant and loss through the radome and front panel formed from the dielectric. Tangents cause some signal attenuation. Signal attenuation by the radome or front panel is somewhat different depending on the dielectric constant and material of the dielectric, but increases in proportion to the thickness rather than the material. Signal attenuation makes electromagnetic waves susceptible to many external noise and distortion factors, reducing the efficiency of signal detection in automotive radars.
  • An object of the present invention is to provide an electromagnetic wave transmitting member of an automobile radar that reduces attenuation or distortion of an electromagnetic wave when the electromagnetic wave of the radar mounted on the automobile is transmitted.
  • the electromagnetic wave transmitting member of the automotive radar of the present invention includes a base plate, a first support plate and a plurality of first conductive patterns disposed on both sides of the first support plate, and are attached to one surface of the base plate. And a second pattern module disposed on both sides of the second support plate and the second support plate, and attached to the other surface of the base plate.
  • the base plate may be formed of polymethacrylimide foam, Teflon, polypropylene or polyvinyl chloride.
  • the base plate may be formed of a dielectric having a relative dielectric constant of 1 to 5.
  • first support plate and the second support plate is formed to a thickness of 0.001 ⁇ 0.1mm, it may be formed of a material of polyimide, polystyrene, polyethylene, PDMS, or Teflon.
  • first conductive pattern and the second conductive pattern may have a thickness of 100 nm to 100 ⁇ m, and may be formed of a material of copper, silver, aluminum, gold, platinum, or nickel.
  • the first conductive pattern and the second conductive pattern may have a circular shape, a square shape, a pentagonal shape, and a hexagonal shape. It may be formed in an octagonal shape, a circular ring shape, a square ring shape, a pentagonal ring shape, a hexagonal ring shape, or an octagonal ring shape.
  • the electromagnetic wave transmitting member of the automotive radar of the present invention has the effect of reducing the signal attenuation or signal distortion of the electromagnetic wave oscillated from the radar or the electromagnetic wave received by the radar.
  • the radar electromagnetic wave transmitting member for automobiles of the present invention has an effect of selectively increasing the transmission efficiency with respect to the electromagnetic wave having a frequency of 77 GHz or 79 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member of the automotive radar of the present invention has a negative refractive index with respect to the electromagnetic wave has the effect of improving the straightness of the electromagnetic wave.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of an electromagnetic wave transmitting member of a radar for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of A-A of FIG. 1.
  • FIG 3 is a partial perspective view of an electromagnetic wave transmitting member of a radar for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a computer simulation photograph (a) of the directivity of electromagnetic waves oscillating in an automobile radar and a computer simulation photograph (b) of electromagnetic waves transmitted through an electromagnetic wave transmitting member.
  • FIG. 6 is a graph illustrating evaluation of electromagnetic wave transmittance according to frequency when the conductive pattern is circular in the electromagnetic wave transmitting member according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph illustrating electromagnetic wave transmittance evaluation of an electromagnetic wave transmitting member when the conductive pattern has a square shape in the electromagnetic wave transmitting member according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph illustrating electromagnetic wave transmittance evaluation when the conductive pattern has a circular ring shape in the electromagnetic wave transmitting member according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph illustrating electromagnetic wave transmittance evaluation of an electromagnetic wave transmitting member when the conductive pattern has a square ring shape in the electromagnetic wave transmitting member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a photograph evaluating the straightness of electromagnetic waves with respect to the electromagnetic wave transmitting member (a) and the electromagnetic wave transmitting member (b) according to the comparative example according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of an electromagnetic wave transmitting member of a radar for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of A-A of FIG. 1.
  • the electromagnetic wave transmitting member 100 of an automotive radar may include a base plate 110, a first pattern module 120, and a second pattern module 130. It is formed to include.
  • the electromagnetic wave transmitting member 100 has a first pattern module 120 and a second pattern module 130 arranged in parallel with the base plate 110 interposed therebetween, and transmit efficiency to electromagnetic waves having a frequency of 77 GHz or 79 GHz. This is excellent.
  • the electromagnetic wave transmitting member 100 has a negative refractive index and allows the electromagnetic wave to be transmitted to have a directivity in a specific direction.
  • the electromagnetic wave transmitting member 100 may allow electromagnetic waves to be collected or spread at a predetermined angle.
  • the electromagnetic wave transmitting member 100 may be used as a material of a radome and a front panel constituting a radar mounted on a vehicle.
  • the electromagnetic wave transmitting member 100 may be used as a material of a component located in a path through which electromagnetic waves transmitted from a vehicle radar pass.
  • the base plate 110 is formed in a plate shape having a predetermined thickness.
  • the base plate 110 supports the first pattern module 120 and the second pattern module 130 attached to both surfaces so as to be spaced apart from each other by a distance corresponding to the thickness.
  • the base plate 110 maintains the shape of the component in which the electromagnetic wave transmitting member 100 is used.
  • the base plate 110 is formed of a material having a relative dielectric constant of 1 to 5.
  • the base plate 110 may be formed of polymethacrylimide foam (trade name Rohacell), Teflon, polypropylene, or polyvinyl chloride.
  • the base plate 110 is formed to a thickness of 0.5 to 3mm, preferably formed to a thickness of 0.9 to 2.2mm.
  • the base plate 110 relatively increases the transmittance for the frequency band of 77 GHz or 79 GHz in this thickness range and the dielectric constant range.
  • the base plate 110 may have a thick thickness when the dielectric constant is low, and may be formed thin when the dielectric constant is high. For example, when the dielectric constant of the base plate 110 is 1, the thickness is 2.2, and when the dielectric constant is 5, the thickness may be 0.9. If the base plate 110 is too thin, there is a side that is difficult to maintain the plate shape or the desired shape because the mechanical strength is weak. In addition, the base plate 110 has a problem that the transmittance of electromagnetic waves is lowered if the thickness is too thick.
  • the first pattern module 120 is formed to include a first support plate 121 and a first conductive pattern 125.
  • the first conductive pattern 125 is formed in a constant pattern on both surfaces of the first support plate 121.
  • the first pattern module 120 is attached to one surface of the base plate 110.
  • the first pattern module 120 is attached such that the first conductive pattern 125 formed on the other surface of the base plate 110 to be in close contact with one surface of the base plate 110, the first pattern Module 120 may be bonded by a separate adhesive (10).
  • the adhesive is applied to the other side of the first support plate 121 opposite to one side of the base plate 110, and is preferably applied to a region where the first conductive pattern 125 is not formed.
  • first conductive patterns 125 are formed on both surfaces of the first support plate 121 to increase linearity and transmission efficiency of transmission peaks for electromagnetic waves in the frequency band of 77 GHz or 79 GHz.
  • the first pattern module 120 increases linearity of transmission peaks of electromagnetic waves in the frequency band of 77 GHz or 79 GHz when the thickness of the first support plate 121 and the size or arrangement period of the first conductive pattern 125 are adjusted. Let's do it.
  • the electromagnetic wave has a non-linearity, making it difficult to use as a transmission member.
  • the first pattern module 120 has a first conductive pattern 125 is formed on both sides of the first support plate 121 to increase the size of the transmission peak. That is, the first pattern module 120 increases the transmission efficiency for the electromagnetic wave of the corresponding frequency.
  • the first support plate 121 is formed of a resin film or a resin film.
  • the first support plate 121 may be formed of a polyimide material.
  • the first support plate 121 may be formed of a material such as polystyrene, polyethylene, PDMS, or teflon.
  • the first support plate 121 supports the first conductive pattern 125 formed on both surfaces.
  • the first support plate 121 collects electromagnetic waves together with the first conductive pattern 125 and transmits the electromagnetic waves to the base plate 110.
  • the first support plate 121 is formed to a thickness of 0.001 ⁇ 0.1mm, preferably a thickness of 0.005 ⁇ 0.05mm.
  • the transmission peak frequency increases or decreases from 77 GHz according to the thickness of the first support plate 121.
  • the transmission peak frequency when the transmission peak frequency appears at 77 GHz when the thickness of the first support plate 121 is 0.024 mm, the transmission peak frequency increases to 77.8 GHz when the thickness of the first support plate 121 is 0.004 mm. 1
  • the thickness of the support plate 121 is 0.044 mm, and the transmission peak frequency decreases to 76.32 GHz.
  • the transmission peak frequency refers to a frequency exhibiting maximum transmission efficiency in a predetermined frequency range including a required frequency.
  • the first conductive pattern 125 is formed in a plate shape having a circular shape or a polygonal shape such as a quadrangle, a pentagon, and a hexagon.
  • the first conductive pattern 125 is formed to a thickness of 100nm ⁇ 100 ⁇ m, preferably formed of a thickness of 5 ⁇ 50 ⁇ m.
  • the first conductive pattern 125 is formed to a diameter of 1 to 5 mm, and preferably to a diameter of 1 to 3 mm.
  • the first conductive pattern 125 is formed in a polygon, it is formed in a shape having a width or side length having the same area as a circle having a diameter in the above range.
  • the diameter of the first conductive pattern 125 affects the frequency band showing the highest transmittance when the electromagnetic wave is transmitted. That is, the transmission peak frequency may be adjusted according to the diameter of the first conductive pattern 125. In addition, the diameter of the first conductive pattern 125 may be adjusted according to the dielectric constant of the first support plate 121 in the above numerical range so that the transmission peak frequency is 77 GHz. For example, when the dielectric constant of the first support plate 121 is 5.5, the diameter of the first conductive pattern 125 is 1 mm, and when the dielectric constant of the first support plate 121 is 1, the first conductive pattern 125 is The diameter of can be 2mm.
  • the first conductive pattern 125 may be formed of an electrically conductive metal, and may be formed of a metal such as copper, silver, aluminum, gold, platinum, or nickel.
  • the first conductive pattern 125 is formed in a predetermined pattern on both sides of the first support plate 121.
  • the first conductive patterns 125 are spaced apart at equal intervals in a row direction and a column direction.
  • the first conductive pattern 125 may be arranged to form a honeycomb shape.
  • the first conductive pattern 125 is arranged such that the distance between the centers of two adjacent patterns is 1.1 to 1.5 times the diameter of the first conductive pattern 125.
  • the first conductive pattern 125 may be formed by etching a thin film of the first conductive pattern 125 on the entire area of the first support plate 121. In addition, the first conductive pattern 125 may be formed by being deposited in the shape of the first conductive pattern 125.
  • the first conductive pattern 125 is formed at the same position on both sides of the first support plate 121. That is, the first conductive pattern 125 is arranged to be symmetrical about the first support plate 121.
  • the second pattern module 130 is formed to include a second support plate 131 and a second conductive pattern 135.
  • the second pattern module 130 is formed in the same manner as the first pattern module 120. That is, the second support plate 131 and the second conductive pattern are formed in the same manner as the first support plate 121 and the first conductive pattern 125.
  • the second conductive pattern 135 is bonded to the other side of the base plate 110 by a separate adhesive. In this case, the second conductive pattern 135 is positioned at the same position as the second conductive pattern 135 positioned on one side of the base plate 110. That is, the second conductive pattern 135 is arranged to be symmetrical about the second support plate 131.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of an electromagnetic wave transmitting member of a radar for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 3.
  • the electromagnetic wave transmitting member 200 of the vehicle radar may include a base plate 110, a first pattern module 220, and a second pattern module 230. It is formed to include.
  • Electromagnetic wave transmitting member 200 is the first pattern module 220 and the second pattern module 230, the electromagnetic wave transmitting member 100 of FIGS. 1 and 2 according to an embodiment It is formed differently. Therefore, hereinafter, the first pattern module 120 and the second of the electromagnetic wave transmitting member 100 according to the embodiment of the first pattern module 220 and the second pattern module 230 of the electromagnetic wave transmitting member 200 will be described below. The difference with the pattern module 130 will be described. In addition, the same parts as those of the electromagnetic wave transmitting member 100 in the electromagnetic wave transmitting member 200 are given the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
  • the first pattern module 220 includes a first support plate 121 and a first conductive pattern 225.
  • the first conductive pattern 225 is formed in a plate shape of a circular ring shape or a polygonal ring shape such as a square ring, a pentagonal ring, and a hexagonal ring.
  • the first conductive pattern 225 is formed to a thickness of 100nm ⁇ 100 ⁇ m, preferably formed of a thickness of 5 ⁇ 50 ⁇ m.
  • the first conductive pattern 225 has a circular ring shape
  • the first conductive pattern 225 has an inner diameter of 1 to 1.0 mm and an outer diameter of 1.5 to 2.0 mm.
  • the first conductive pattern 225 is formed in a polygonal ring shape
  • the first conductive pattern 225 is formed to have a width or side length having the same area as a circle having a diameter in the above range.
  • the outer side of the first conductive pattern 225 is formed in a shape having a width or side length corresponding to the area of the circle having an outer diameter.
  • an inner side of the first conductive pattern 225 is formed in a shape having a width or side length corresponding to a circle having an inner diameter.
  • the diameter or width of the first conductive pattern 225 affects the transmission peak frequency band showing the highest transmittance when the electromagnetic wave is transmitted. That is, the transmission peak frequency showing the highest transmittance may vary according to the diameter or width of the first conductive pattern 225.
  • the first conductive pattern 225 is formed at the same position on both sides of the first support plate 121. That is, the first conductive pattern 225 is arranged to be symmetrical about the first support plate 121. The first conductive pattern 225 is arranged such that the distance between the centers of two adjacent patterns is 1.1 to 1.5 times the diameter of the first conductive pattern 225.
  • the second pattern module 230 includes a second support plate 131 and a second conductive pattern 235.
  • the second pattern module 230 is formed in the same manner as the first pattern module 220. That is, the second conductive pattern 235 is formed in the same shape as the first conductive pattern 225. In addition, the second conductive pattern 235 is formed at the same position on both side surfaces of the second support plate 131. That is, the second conductive pattern 235 is arranged to be symmetrical about the second support plate 131.
  • Simulation and evaluation of the electromagnetic wave transmitting member according to the present invention was carried out in the frequency range of 68 ⁇ 88GHz including the frequencies of 77GHz and 79GHz of the electromagnetic wave in the automotive radar.
  • the base plate is formed of a Rohacel material
  • the first support plate and the second support plate are formed of a polyimide thin film having a thickness of 24 ⁇ m
  • the first conductive pattern and the second conductive pattern are 10 ⁇ m thick copper. It was formed into a thin film.
  • the thickness of the said base board, and the shape of a 1st conductive pattern and a 2nd conductive pattern were changed in the evaluation process.
  • FIG. 5 is a computer simulation photograph (a) of the directivity of electromagnetic waves oscillating in an automobile radar and a computer simulation photograph (b) of electromagnetic waves transmitted through an electromagnetic wave transmitting member.
  • the base plate of the electromagnetic wave transmitting member had a thickness of 2.29 mm, the first conductive pattern and the second conductive pattern having a circular shape, and a thickness of 1.8 mm.
  • the electromagnetic wave having a frequency of 77 GHz oscillating in a vehicle radar shows a characteristic of a spherical wave shape in which a traveling direction spreads.
  • the electromagnetic wave shows a characteristic of a plane wave shape in which the traveling direction is parallel when passing through the electromagnetic wave transmitting member.
  • the electromagnetic wave transmitting member improves the directionality and straightness of the electromagnetic wave having a frequency of 77 GHz used for automobile radar.
  • FIG. 6 is a graph illustrating evaluation of electromagnetic wave transmittance according to frequency when the conductive pattern is circular in the electromagnetic wave transmitting member according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • 6A is a result of evaluating an electromagnetic wave transmitting member having a thickness of the base plate of 2.29 mm, of which the shape of the first conductive pattern and the second conductive pattern is circular and the diameter is 1.8 mm.
  • 6B is an evaluation result of an electromagnetic wave transmitting member having a thickness of the base plate of 1.14 mm, of which the shape of the first conductive pattern and the second conductive pattern is circular and the diameter is 2 mm.
  • the electromagnetic wave transmitting member has the highest transmittance at the frequency of 77 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits the highest transmittance at a frequency of 79 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits high transmittance with respect to electromagnetic waves having a frequency used in automobile radar.
  • the electromagnetic wave transmitting member can adjust the transmittance of a specific frequency of the electromagnetic wave by changing the thickness of the base plate and the diameters of the first conductive pattern and the second conductive pattern.
  • FIG. 7 is a graph illustrating electromagnetic wave transmittance evaluation of an electromagnetic wave transmitting member when the conductive pattern has a square shape in the electromagnetic wave transmitting member according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a result of evaluating an electromagnetic wave transmitting member having a thickness of the base plate of 2.21 mm, the shape of the first conductive pattern and the second conductive pattern being square, and having a width of 1.7 mm.
  • 7B is a result of evaluating an electromagnetic wave transmitting member having a thickness of the base plate of 2.21 mm, a shape of the first conductive pattern and the second conductive pattern having a square shape, and a width of 1.52 mm.
  • the electromagnetic wave transmitting member has the highest transmittance at the frequency of 77 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits the highest transmittance at a frequency of 79 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits a high transmittance with respect to electromagnetic waves having a frequency used in automobile radar even when the first conductive pattern and the second conductive pattern have a square shape.
  • the electromagnetic wave transmitting member can adjust the transmittance of a specific frequency of the electromagnetic wave by changing the widths of the first conductive pattern and the second conductive pattern.
  • FIG. 8 is a graph illustrating electromagnetic wave transmittance evaluation when the conductive pattern has a circular ring shape in the electromagnetic wave transmitting member according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a result of evaluation of an electromagnetic wave transmitting member having a base plate thickness of 2.21 mm, a shape of a first conductive pattern and a second conductive pattern having a circular ring shape, an inner diameter of 0.88 mm, and an outer diameter of 1.96 mm. . 8B, the base plate has a thickness of 2.21 mm, and the first conductive pattern and the second conductive pattern have a circular ring shape, an inner diameter of 0.82 mm, and an outer diameter of 1.64 mm. to be.
  • the electromagnetic wave transmitting member has the highest transmittance at a frequency of 77 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits the highest transmittance at a frequency of 79 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits a high transmittance with respect to electromagnetic waves having a frequency of 77 GHz or 79 GHz used for automotive radar, even when the first conductive pattern and the second conductive pattern are circular rings.
  • the electromagnetic wave transmitting member can adjust the transmittance of a specific frequency of the electromagnetic wave by changing the inner diameter and the outer diameter of the first conductive pattern and the second conductive pattern.
  • FIG. 9 is a graph illustrating evaluation of electromagnetic wave transmittance of an electromagnetic wave transmitting member when the conductive pattern has a square ring shape in the electromagnetic wave transmitting member according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A illustrates a base plate having a thickness of 2.1 mm, wherein the first conductive pattern and the second conductive pattern have a square ring shape, an inner width of 0.8 mm, and an outer width of 1.7 mm. Evaluation result. 9B, the base plate has a thickness of 2.1 mm, and the first conductive pattern and the second conductive pattern have square ring shapes, an inner width of 0.8 mm, and an outer width of 1.42 mm. Evaluation results.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits the highest transmittance at a frequency of 77 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits the highest transmittance at a frequency of 79 GHz.
  • the electromagnetic wave transmitting member exhibits high transmittance with respect to electromagnetic waves having a frequency of 77 GHz or 79 GHz used for automotive radar even when the first conductive pattern and the second conductive pattern have a square ring shape. have.
  • the electromagnetic wave transmitting member can adjust the transmittance of a specific frequency of the electromagnetic wave by changing the inner and outer widths of the first conductive pattern and the second conductive pattern.
  • FIG. 10 is a photograph evaluating the straightness of electromagnetic waves with respect to the electromagnetic wave transmitting member (a) and the electromagnetic wave transmitting member (b) according to the comparative example according to an embodiment of the present invention.
  • the first pattern module and the second pattern module positioned on both sides of the base plate are respectively formed with first and second conductive patterns on both sides of the support plate. Therefore, four conductive patterns are formed in the electromagnetic wave transmitting member according to the traveling direction of the electromagnetic wave. At this time, the frequency of the electromagnetic wave was 77 GHz.
  • FIG. 10A it can be seen that electromagnetic waves passing through the electromagnetic wave transmitting member according to the embodiment of the present invention are focused in the center direction of the traveling direction while passing through the electromagnetic wave transmitting member.
  • the electromagnetic wave transmitting member according to an embodiment of the present invention is well transmitted to the electromagnetic wave in the center direction, it can be seen that the transmission efficiency to the electromagnetic wave is high.
  • one conductive pattern is positioned on both sides of the base plate, and two conductive patterns are formed on the premise.
  • FIG. 10 (b) it can be seen that the electromagnetic waves passing through the electromagnetic wave transmitting member according to the comparative example are diffused outward in the traveling direction while passing through the electromagnetic wave transmitting member.
  • FIG. 10 (b) it can be seen that an angle of 25 degrees with respect to the center direction is spread from the center direction to the outward direction.
  • the electromagnetic wave transmitting member according to the comparative example does not transmit the electromagnetic wave well in the center direction, it can be seen that the transmission efficiency to the electromagnetic wave is low.
  • the present invention can be mounted and used in a radar system for automobiles.

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Abstract

본 발명은 베이스판과, 제 1 지지판과 상기 제 1 지지판의 양면에 배치되는 복수의 제 1 도전 패턴을 포함하며, 상기 베이스판의 일면에 부착되는 제 1 패턴 모듈 및 제 2 지지판과 상기 제 2 지지판의 양면에 배치되는 복수의 제 2 도전 패턴을 포함하며, 상기 베이스판의 타면에 부착되는 제 2 패턴 모듈을 포함하는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재를 개시한다.

Description

자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재
본 발명은 자동차에 장착되는 레이더 장치를 구성하는 레이더 투과 부재에 관한 것이다.
최근에 출시되는 차량은 차량 전면부 (앞범퍼 또는 프런트패널)에 77GHz, 또는 79GHz의 주파수를 갖는 전자기파의 발진 및 수신을 통해 주변의 사물을 감지하는 장·단거리 레이더 장비를 탑재하고 있다. 이러한 차량용 레이더는 적응형 크루즈 컨트롤 (adaptive Cruise Control, ACC), 자동 충돌방지 시스템 (Autonomous Emergency Brake System, AEB)등의 차량안전 및 운전보조시스템에 핵심적 역할을 한다.
차량용 레이더는 안테나 소자와 레이돔을 포함하며, 프론트 패널을 더 포함할 수 있다. 안테나 소자는 77GHz 또는 79GHz의 주파수를 갖는 전자기파를 특정 방향으로 송출하고 차량 주변의 사물로부터 반사되어 돌아오는 전자기파를 수신하는 두 개의 안테나를 포함하여 형성된다. 레이돔은 안테나 소자를 외부의 충격으로부터 보호하면서, 레이돔은 안테나 소자의 전자기파에 대하여 지향성 왜곡 또는 잡음이 발생하는 것을 최대한 억제하는 작용을 한다. 프론트 패널은 레이돔의 성격과 유사하며, 차량 외부로부터 충격에서 레이돔을 포함한 레이더 시스템을 안전하게 보호하는 역할을 한다.
레이돔과 프론트 패널은 일반적으로 유리, 케블라, 폴리에스테르, Quartz, 폴리사이나이트 등의 복합 유전체로 구성되며, 77GHz 또는 79GHz의 전자기파는 유전체로 형성되는 레이돔과 프론트 패널을 통과시 물질 고유의 유전율과 손실 탄젠트에 의해 일정 부분의 신호 감쇄가 발생한다. 레이돔 또는 프런트 패널에 의한 신호 감쇄는 유전체의 유전율과 재질에 따라 다소간의 차이를 보이나, 재질보다는 두께에 비례하여 증가한다. 신호 감쇄는 전자기파를 외부의 여러 잡음 및 왜곡 요소에 취약하게 하여 차량용 레이다의 신호 탐지 효율성을 낮춘다.
본 발명은 자동차에 탑재되는 레이더의 전자기파가 투과할 때 전자기파의 감쇄 또는 왜곡을 감소시키는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재는 베이스판과, 제 1 지지판과 상기 제 1 지지판의 양면에 배치되는 복수의 제 1 도전 패턴을 포함하며, 상기 베이스판의 일면에 부착되는 제 1 패턴 모듈 및 제 2 지지판과 상기 제 2 지지판의 양면에 배치되는 복수의 제 2 도전 패턴을 포함하며, 상기 베이스판의 타면에 부착되는 제 2 패턴 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스판은 폴리메타크릴이미드 발포체, 테프론, 폴리프로필렌 또는 폴리염화비닐로 형성될 수 있다.
또한, 상기 베이스판은 상대 유전율이 1 ~ 5인 유전체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 지지판과 제 2 지지판은 0.001 ~ 0.1mm의 두께로 형성되며, 폴리이미드, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, PDMS, 또는 테프론의 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴은 100㎚ ~ 100㎛의 두께로 형성되며, 구리, 은, 알루미늄, 금, 백금 또는 니켈의 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴은 원형 형상, 사각형 형상, 오각형 형상, 육각형 형상. 팔각형 형상, 원형 링 형상, 사각 링 형상, 오각 링 형상, 육각 링 형상 또는 팔각링 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재는 레이더에서 발진하는 전자기파 또는 레이더로 수신되는 전자기파의 신호 감쇄 또는 신호 왜곡을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 자동차용 레이더 전자기파 투과 부재는 77GHz 또는 79GHz의 주파수를 가지는 전자기파에 대하여 선택적으로 투과 효율을 증가시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재는 전자기파에 대하여 음의 굴절률을 가지므로 전자기파의 직진성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재의 부분 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재의 부분 사시도이다.
도 4는 도 3의 B-B에 대한 단면도이다.
도 5는 자동차용 레이더에서 발진하는 전자기파의 지향성에 대한 전산 모사 사진(a) 및 전자기파 투과 부재를 투과하는 전자기파에 대한 전산 모사 사진(b)이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 원형 형상인 경우에 주파수에 따른 전자기파 투과율 평가 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 정사각형 형상인 경우에 전자기파 투과 부재의 전자기파 투과율 평가 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 원형 링 형상인 경우에 전자기파 투과율 평가 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 정사각형의 링 형상인 경우에 전자기파 투과 부재의 전자기파 투과율 평가 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재(a)와 비교예에 따른 전자기파 투과 부재(b)에 대한 전자기파의 직진성을 평가한 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재의 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재의 부분 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A에 대한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재(100)는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 베이스판(110)과 제 1 패턴 모듈(120) 및 제 2 패턴 모듈(130)을 포함하여 형성된다.
상기 전자기파 투과 부재(100)는 베이스판(110)을 사이에 두고 제 1 패턴 모듈(120))과 제 2 패턴 모듈(130)이 평행하게 배치되어 77GHz 또는 79GHz의 주파수를 갖는 전자기파에 대한 투과 효율이 우수하다.
상기 전자기파 투과 부재(100)는 음의 굴절률을 가지며, 투과되는 전자기파가 특정 방향에 대한 지향성을 갖도록 한다. 또한, 상기 전자기파 투과 부재(100)는 전자기파가 소정의 각도로 모아지거나 퍼지도록 할 수 있다.
상기 전자기파 투과 부재(100)는 자동차에 탑재되는 레이더를 구성하는 레이돔(Radome)과 프론트 패널의 재료로 사용될 수 있다. 또한, 상기 전자기파 투과 부재(100)는 자동차용 레이더에서 송신하는 전자기파가 지나가는 경로에 위치하는 부품의 재료로 사용될 수 있다.
상기 베이스판(110)은 소정 두께를 갖는 판상으로 형성된다. 상기 베이스판(110)은 양면에 부착되는 제 1 패턴 모듈(120))과 제 2 패턴 모듈(130)이 두께에 대응되는 거리로 이격되도록 지지한다. 또한, 상기 베이스판(110)은 전자기파 투과 부재(100)가 사용되는 부품의 형상을 유지한다. 상기 베이스판(110)은 상대 유전율이 1 ∼ 5인 물질로 형성된다. 예를 들면, 상기 베이스판(110)은 폴리메타크릴이미드(Polymethacrylimide) 발포체(상품명 Rohacell), 테프론, 폴리프로필렌 또는 폴리염화비닐로 형성될 수 있다. 상기 베이스판(110)은 0.5 ∼ 3mm의 두께로 형성되며, 바람직하게는 0.9 ∼ 2.2mm의 두께로 형성된다. 상기 베이스판(110)은 이러한 두께 범위와 유전율 범위에서 77GHz 또는 79GHz의 주파수 대역에 대한 투과율을 상대적으로 증가시킨다. 상기 베이스판(110)은 유전율이 낮을 때는 두께가 두꺼우며, 유전율이 높을 때는 두께가 얇게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스판(110)의 유전율이 1인 경우에 두께가 2.2이며, 유전율이 5일 때 두께가 0.9일 수 있다. 상기 베이스판(110)은 두께가 너무 얇으면 기계적 강도가 약해 판상 또는 원하는 형상을 유지하기 어려운 측면이 있다. 또한, 상기 베이스판(110)은 두께가 너무 두꺼우면 전자기파의 투과율이 낮아지는 문제가 있다.
상기 제 1 패턴 모듈(120)은 제 1 지지판(121) 및 제 1 도전 패턴(125)을 포함하여 형성된다. 상기 제 1 패턴 모듈(120))은 제 1 지지판(121)의 양면에 제 1 도전 패턴(125)이 일정한 패턴으로 형성된다. 상기 제 1 패턴 모듈(120)은 베이스판(110)의 일면에 부착된다. 이때, 상기 제 1 패턴 모듈(120)은 베이스판(110)의 일면과 대향하는 타면에 형성되는 제 1 도전 패턴(125)이 베이스판(110)의 일면과 밀착되도록 부착된다, 상기 제 1 패턴 모듈(120)은 별도의 접착제(10)에 의하여 접착될 수 있다. 상기 접착제는 베이스판(110)의 일측면에 대향하는 제 1 지지판(121)의 타측면에 도포되며, 바람직하게는 제 1 도전 패턴(125)이 형성되지 않은 영역에 도포된다.
상기 제 1 패턴 모듈(120)은 제 1 지지판(121)의 양면에 제 1 도전 패턴(125)이 형성되어 77GHz 또는 79GHz의 주파수 대역의 전자기파에 대한 투과 피크의 선형성과 투과 효율을 증가시킨다. 상기 제 1 패턴 모듈(120)은 제 1 지지판(121)의 두께와 제 1 도전 패턴(125)의 크기 또는 배열 주기가 조절되는 경우에 77GHz 또는 79GHz의 주파수 대역에서 전자기파의 투과 피크의 선형성을 증가시킨다. 한편, 상기 제 1 패턴 모듈(120))과 달리 제 1 지지판(121)의 일면에만 제 1 도전 패턴(125)이 형성되는 경우에 전자기파가 비선형성을 가지게 되어 투과 부재로 사용하기 어려운 점이 있다.
또한, 상기 제 1 패턴 모듈(120))은 제 1 지지판(121)의 양면에 제 1 도전 패턴(125)이 형성되어 투과 피크의 크기를 증가시킨다. 즉, 상기 제 1 패턴 모듈(120))은 해당 주파수의 전자기파에 대한 투과 효율을 증가시킨다.
상기 제 1 지지판(121)은 수지 필름 또는 수지 막으로 형성된다. 상기 제 1 지지판(121)은 폴리이미드(polyimide) 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 1 지지판(121)은 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, PDMS, 테프론과 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 제 1 지지판(121)은 양면에 형성되는 제 1 도전 패턴(125)을 지지한다. 또한, 상기 제 1 지지판(121)은 제 1 도전 패턴(125)과 함께 전자기파를 모아서 베이스판(110)으로 전송하는 작용을 한다. 상기 제 1 지지판(121)은 0.001 ~ 0.1mm의 두께로 형성되며, 바람직하게는 0.005 ~ 0.05mm의 두께로 형성된다. 상기 제 1 지지판(121)의 두께에 따라 투과 피크 주파수가 77GHz로부터 증가 또는 감소한다. 예를 들면, 상기 제 1 지지판(121)의 두께가 0.024mm일 때 투과 피크 주파수가 77GHz에서 나타난다면, 제 1 지지판(121)의 두께가 0.004mm이면 투과 피크 주파수가 77.8GHz로 증가하고, 제 1 지지판(121)의 두께가 0.044mm이며, 투과 피크 주파수가 76.32GHz로 감소한다. 다만, 상기 제 1 지지판(121)의 두께가 위와 같은 범위이면, 두께 변화에 따른 투과 피크 주파수의 변화는 그 정도가 작아서 전자기파 투과 부재(100)의 다른 구성의 변화 예를 들면, 제 1 도전 패턴(125)의 직경, 두께 변화등을 통하여 조정이 가능하다. 여기서, 상기 투과 피크 주파수는 필요로 하는 주파수를 포함하는 소정 주파수 범위에서 최대 투과 효율을 보이는 주파수를 의미한다.
상기 제 1 도전 패턴(125)은 원형 형상 또는 사각형, 오각형, 육각형과 같은 다각형 형상의 판상으로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(125)은 100㎚ ~ 100㎛의 두께로 형성되며, 바람직하게는 5 ~ 50㎛의 두께로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(125)이 원판 형상인 경우에, 제 1 도전 패턴(125)은 1 ~ 5mm의 직경으로 형성되며 바람직하게는 1 ~ 3mm의 직경으로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(125)이 다각형으로 형성되는 경우에, 위의 범위의 직경을 갖는 원형과 동일한 면적을 갖는 폭 또는 변의 길이를 갖는 형상으로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(125)의 직경은 전자기파가 투과할 때 가장 높은 투과율을 보이는 주파수 대역에 영향을 준다. 즉, 상기 제 1 도전 패턴(125)의 직경에 따라 투과 피크 주파수가 조정될 수 있다. 또한, 상기 제 1 도전 패턴(125)의 직경은 위의 수치 범위에서 제 1 지지판(121)의 유전율에 따라 조정되어 투과 피크 주파수가 77GHz가 되도록 조정될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 지지판(121)의 유전율이 5.5일 때 제 1 도전 패턴(125)의 직경은 1mm 이며, 제 1 지지판(121)의 유전율이 1일 때, 제 1 도전 패턴(125)의 직경은 2mm일 수 있다. 상기 제 1 도전 패턴(125)은 전기 전도성 금속으로 형성되며, 구리, 은, 알루미늄, 금, 백금 또는 니켈과 같은 금속으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 도전 패턴(125)은 제 1 지지판(121)의 양측면에 일정한 패턴으로 배열되어 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(125)은 행 방향과 열 방향으로 동일한 간격으로 이격되어 배열된다. 또한, 상기 제 1 도전 패턴(125)은 벌집 형상을 이루도록 배열될 수 있다.
상기 제 1 도전 패턴(125)은 인접하는 두 개의 패턴의 중심 사이의 거리가 제 1 도전 패턴(125)의 직경의 1.1배 내지 1.5배가 되도록 배열된다.
상기 제 1 도전 패턴(125)은 제 1 지지판(121)의 전체 면적에 제 1 도전 패턴(125)의 박막이 도포된 후에 식각되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 도전 패턴(125)은 제 1 도전 패턴(125)의 형상으로 증착되어 형성될 수 있다.
상기 제 1 도전 패턴(125)은 제 1 지지판(121)의 양측면에서 동일한 위치에 형성된다. 즉, 상기 제 1 도전 패턴(125)은 제 1 지지판(121)을 중심으로 대칭이 되도록 배열된다.
상기 제 2 패턴 모듈(130)은 제 2 지지판(131) 및 제 2 도전 패턴(135)을 포함하여 형성된다. 상기 제 2 패턴 모듈(130)은 제 1 패턴 모듈(120)과 동일하게 형성된다. 즉, 상기 제 2 지지판(131)과 제 2 도전 패턴은 제 1 지지판(121) 및 제 1 도전 패턴(125)과 동일하게 형성된다. 상기 제 2 도전 패턴(135)은 베이스판(110)의 타측면에 별도의 접착제에 의하여 접착된다. 이때, 상기 제 2 도전 패턴(135)은 베이스판(110)의 일측면에 위치하는 제 2 도전 패턴(135)과 동일한 위치에 위치한다. 즉, 상기 제 2 도전 패턴(135)은 제 2 지지판(131)을 중심으로 대칭이 되도록 배열된다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재의 구조에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재의 부분 사시도이다. 도 4는 도 3의 B-B에 대한 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재(200)는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 베이스판(110)과 제 1 패턴 모듈(220) 및 제 2 패턴 모듈(230)을 포함하여 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파 투과 부재(200)는 제 1 패턴 모듈(220) 및 제 2 패턴 모듈(230)이, 일 실시예에 따른 도 1 및 도 2의 전자기파 투과 부재(100)와 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서는 상기 전자기파 투과 부재(200)의 제 1 패턴 모듈(220) 및 제 2 패턴 모듈(230)에서 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재(100)의 제 1 패턴 모듈(120) 및 제 2 패턴 모듈(130)과 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 전자기파 투과 부재(200)에서 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재(100)와 동일한 부분은 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
상기 제 1 패턴 모듈(220)은 제 1 지지판(121)과 제 1 도전 패턴(225)을 포함하여 형성된다.
상기 제 1 도전 패턴(225)은 원형 링 형상 또는 사각 링, 오각링, 육각링과 같은 다각형 링 형상의 판상으로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(225)은 100㎚ ~ 100㎛의 두께로 형성되며, 바람직하게는 5 ~ 50㎛의 두께로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(225)이 원형 링 형상인 경우에, 제 1 도전 패턴(225)은 1 ~ 1.0mm의 내경과 1.5 ~ 2.0mm의 외경으로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(225)이 다각형 링 형상으로 형성되는 경우에, 위의 범위의 직경을 갖는 원형과 동일한 면적을 갖는 폭 또는 변의 길이를 갖도록 형성된다. 즉, 상기 제 1 도전 패턴(225)의 외측은 외경을 갖는 원의 면적에 대응되는 폭 또는 변의 길이를 갖는 형상으로 형성된다. 또한, 상기 제 1 도전 패턴(225)의 내측은 내경을 갖는 원에 대응되는 폭 또는 변의 길이를 갖는 형상으로 형성된다. 상기 제 1 도전 패턴(225)의 직경 또는 폭은 전자기파가 투과할 때 가장 높은 투과율을 보이는 투과 피크 주파수 대역에 영향을 준다. 즉, 상기 제 1 도전 패턴(225)의 직경 또는 폭에 따라 가장 높은 투과율을 보이는 투과 피크 주파수가 다르게 될 수 있다.
상기 제 1 도전 패턴(225)은 제 1 지지판(121)의 양측면에서 동일한 위치에 형성된다. 즉, 상기 제 1 도전 패턴(225)은 제 1 지지판(121)을 중심으로 대칭이 되도록 배열된다. 상기 제 1 도전 패턴(225)은 인접하는 두 개의 패턴의 중심 사이의 거리가 제 1 도전 패턴(225)의 직경의 1.1배 내지 1.5배가 되도록 배열된다.
상기 제 2 패턴 모듈(230)은 제 2 지지판(131) 및 제 2 도전 패턴(235)을 포함하여 형성된다. 상기 제 2 패턴 모듈(230)은 제 1 패턴 모듈(220)과 동일하게 형성된다. 즉, 상기 제 2 도전 패턴(235)은 제 1 도전 패턴(225)과 동일한 형상으로 형성된다. 또한, 상기 제 2 도전 패턴(235)은 제 2 지지판(131)의 양측면에서 동일한 위치에 형성된다. 즉, 상기 제 2 도전 패턴(235)은 제 2 지지판(131)을 중심으로 대칭이 되도록 배열된다.
다음은 본 발명에 따른 전자기파 투과 부재에 대한 시뮬레이션 및 평가 결과에 대하여 설명한다.
이하의 본 발명에 따른 전자기파 투과 부재에 대한 시뮬레이션 및 평가는 자동차용 레이더에서 전자기파의 주파수인 77GHz와 79GHz의 주파수를 포함하는 68 ~ 88GHz의 주파수 구간에서 진행하였다.
또한, 상기 전자기파 투과 부재에서 베이스판은 로하셀 재질로 형성하고 제 1 지지판과 제 2 지지판은 24㎛ 두께의 폴리이미드 박막으로 형성하고, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴은 10㎛ 두께의 구리 박막으로 형성하였다. 한편, 상기 베이스판의 두께와, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상은 평가 과정에서 변경하였다.
먼저, 본 발명의 전자기파 투과 부재의 전자기파에 대한 방향성 평가 결과를 설명한다.
도 5는 자동차용 레이더에서 발진하는 전자기파의 지향성에 대한 전산 모사 사진(a) 및 전자기파 투과 부재를 투과하는 전자기파에 대한 전산 모사 사진(b)이다.
본 평가에서 전자기파 투과 부재의 베이스판은 두께를 2.29mm로 하고, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴은 형상을 원형으로, 두께를 1.8mm로 하였다.
도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 자동차용 레이더에서 발진하는 77GHz의 주파수를 갖는 전자기파는 진행 방향이 퍼져나가는 구면파 형태의 특성을 보여주고 있다. 그러나, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 전자기파는 전자기파 투과 부재를 통과하는 경우에 진행 방향이 평행한 평면파 형태의 특성을 보여주고 있다.
따라서, 상기 전자기파 투과 부재는 자동차용 레이더에 사용되는 77GHz의 주파수를 갖는 전자기파의 방향성과 직진성을 향상시킨다.
다음으로, 본 발명의 전자기파 투과 부재의 전자기파에 대한 투과율에 대한 평가 결과를 설명한다.
본 평가에서는 68 ~ 88GHz의 주파수 대역에서 전자기파의 투과율을 평가하였다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 원형 형상인 경우에 주파수에 따른 전자기파 투과율 평가 그래프이다.
도 6의 (a)는 베이스판의 두께가 2.29mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 원형이고 직경이 1.8mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다. 또한, 도 6의 (b)는 베이스판의 두께가 1.14mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 원형이고 직경이 2mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다.
도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 전자기파 투과 부재는 77GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다. 또한, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이 베이스판의 두께와 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 직경을 변경한 경우에, 전자기파 투과 부재는 79GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다.
따라서, 상기 전자기파 투과 부재는 자동차용 레이더에 사용되는 주파수를 갖는 전자기파에 대하여 높은 투과율을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 전자기파 투과 부재는 베이스판의 두께와 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 직경을 변경함으로써 전자기파의 특정 주파수에 대한 투과율을 조정할 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 정사각형 형상인 경우에 전자기파 투과 부재의 전자기파 투과율 평가 그래프이다.
도 7의 (a)는 베이스판의 두께가 2.21mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 정사각형 형상이고 폭이 1.7mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다. 또한, 도 7의 (b)는 베이스판의 두께가 2.21mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 정사각형 형상이고 폭이 1.52mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다.
도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 전자기파 투과 부재는 77GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다. 또한, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같이 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 폭을 변경한 경우에, 전자기파 투과 부재는 79GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다.
따라서, 상기 전자기파 투과 부재는 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 형상이 정사각형인 경우에도 자동차용 레이더에 사용되는 주파수를 갖는 전자기파에 대하여 높은 투과율을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 전자기파 투과 부재는 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 폭을 변경함으로써 전자기파의 특정 주파수에 대한 투과율을 조정할 수 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 원형 링 형상인 경우에 전자기파 투과율 평가 그래프이다.
도 8의 (a)는 베이스판의 두께가 2.21mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 원형 링 형상이고 내경이 0.88mm이고, 외경이 1.96mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다. 또한, 도 8의 (b)는 베이스판의 두께가 2.21mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 원형 링 형상이고 내경이 0.82mm이고 외경이 1.64mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다.
도 8의 (a)에서 보는 바와 같이, 상기 전자기파 투과 부재는 77GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다. 또한, 도 8의 (b)에서 보는 바와 같이 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 폭을 변경한 경우에, 전자기파 투과 부재는 79GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다.
따라서, 상기 전자기파 투과 부재는 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 형상이 원형 링인 경우에도 자동차용 레이더에 사용되는 77GHz 또는 79GHz의 주파수를 갖는 전자기파에 대하여 높은 투과율을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 전자기파 투과 부재는 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 내경과 외경을 변경함으로써 전자기파의 특정 주파수에 대한 투과율을 조정할 수 있음을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 도전 패턴이 정사각형의 링 형상인 경우에 전자기파 투과 부재의 전자기파 투과율 평가 그래프이다
도 9의 (a)는 베이스판의 두께가 2.1mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 정사각형의 링 형상이고 내측 폭이 0.8mm이고, 외측 폭이 1.7mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다. 또한, 도 9의 (b)는 베이스판의 두께가 2.1mm이며, 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴의 형상이 정사각형의 링 형상이고 내측 폭이 0.8mm이고 외측 폭이 1.42mm인 전자기파 투과 부재의 평가 결과이다.
도 9의 (a)에서 보는 바와 같이, 상기 전자기파 투과 부재는 77GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다. 또한, 도 9의 (b)에서 보는 바와 같이 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 폭을 변경한 경우에, 전자기파 투과 부재는 79GHz의 주파수에서 투과율이 가장 높게 나타나고 있다.
따라서, 상기 전자기파 투과 부재는 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 형상이 정사각형의 링 형상인 경우에도 자동차용 레이더에 사용되는 77GHz 또는 79GHz의 주파수를 갖는 전자기파에 대하여 높은 투과율을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 전자기파 투과 부재는 제 1 도전 패턴 및 제 2 도전 패턴의 내측 폭과 외측 폭을 변경함으로써 전자기파의 특정 주파수에 대한 투과율을 조정할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 전자기파 투과 부재와 비교예에 따른 전자기파 투과 부재의 전자기파에 대한 직진성에 대한 평가 결과를 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 투과 부재(a)와 비교예에 따른 전자기파 투과 부재(b)에 대한 전자기파의 직진성을 평가한 사진이다.
본 발명의 실시예에 따른 전자기파 투과 부재에서 베이스판의 양면에서 위치하는 제 1 패턴 모듈과 제 2 패턴 모듈은 각각 지지판의 양면에 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴이 각각 형성된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전자기파 투과 부재는 전자기파의 진행 방향을 따라 4개의 도전 패턴이 형성된다. 이때, 전자기파의 주파수는 77GHz로 하였다. 도 10의 (a)를 보면, 본 발명의 실시예에 따른 전자기파 투과 부재를 통과하는 전자기파는 전자기파 투과 부재를 통과하면서 진행 방향의 중심 방향으로 집속되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자기파 투과 부재는 전자기파를 중심 방향으로 잘 전달되고 있어 전자기파에 대한 전달 효율이 높은 것을 알 수 있다.
비교예에 따른 전자기파 투과 부재는 베이스판의 양면에 각각 1개씩 도전 패턴이 위치하여 전제로 2개의 도전 패턴이 형성된다. 도 10의 (b)를 보면, 비교예에 따른 전자기파 투과 부재를 통과하는 전자기파는 전자기파 투과 부재를 통과하면서 진행 방향의 외측 방향으로 확산되는 것을 볼 수 있다. 도 10의 (b)에서 보면 대략 중심 방향을 기준으로 25도의 각도를 이루면서 중심 방향에서 외측 방향으로 퍼지는 것을 볼 수 있다. 또한, 비교예에 따른 전자기파 투과 부재는 전자기파를 중심 방향으로 잘 전달하지 못하고 있으며, 전자기파에 대한 전달 효율이 낮을 것을 알 수 있다.
본 발명은 자동차용 레이더 시스템에 장착되어 사용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 베이스판과,
    제 1 지지판과 상기 제 1 지지판의 양면에 배치되는 복수의 제 1 도전 패턴을 포함하며, 상기 베이스판의 일면에 부착되는 제 1 패턴 모듈 및
    제 2 지지판과 상기 제 2 지지판의 양면에 배치되는 복수의 제 2 도전 패턴을 포함하며, 상기 베이스판의 타면에 부착되는 제 2 패턴 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스판은 폴리메타크릴이미드 발포체, 테프론, 폴리프로필렌 또는 폴리염화비닐로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스판은 상대 유전율이 1 ~ 5인 유전체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 지지판과 제 2 지지판은 0.001 ~ 0.1mm의 두께로 형성되며,
    폴리이미드, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, PDMS, 또는 테프론의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴은 100㎚ ~ 100㎛의 두께로 형성되며,
    구리, 은, 알루미늄, 금, 백금 또는 니켈의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전 패턴과 제 2 도전 패턴은
    원형 형상, 사각형 형상, 오각형 형상, 육각형 형상. 팔각형 형상, 원형 링 형상, 사각 링 형상, 오각 링 형상, 육각 링 형상 또는 팔각링 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 레이더의 전자기파 투과 부재.
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