WO2021249817A1 - Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un ensemble de couches - Google Patents

Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un ensemble de couches Download PDF

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WO2021249817A1
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Pierre Renaud
Pierre Albou
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Valeo Vision
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Definitions

  • Vehicle assembly comprising a radar sensor and a set of layers
  • the present invention relates to a vehicle assembly. It finds a particular but nonlimiting application in motor vehicles.
  • a vehicle assembly comprises, in a manner known to those skilled in the art: a radar sensor configured to emit / receive radar waves, and
  • a set of layers comprising at least two layers of dielectric material including a primary layer and a secondary layer, separated by an air layer.
  • the vehicle assembly is disposed at the front or rear of the vehicle to meet the needs of detecting an object in the environment outside the vehicle.
  • a drawback of this state of the art is that the radar sensor is placed behind the set of layers.
  • the radar waves must thus pass through the layers of dielectric material to detect an object in the environment outside the vehicle. Some of these radar waves are reflected off the layers of dielectric material and between the layers of dielectric material inside the air layer. Consequently, the power of the radar waves emerging from the set of layers is lower than that of the radar waves initially emitted by the radar sensor and entering the set of layers. This thus results in a loss of detection range of the radar sensor. Therefore, it causes detection error or no detection of an object while the latter is present in the environment outside the vehicle.
  • the present invention aims to provide a vehicle assembly which overcomes the mentioned drawback.
  • the invention provides a vehicle assembly for a vehicle, said vehicle assembly comprising:
  • a radar sensor configured to emit / receive radar waves, said radar sensor being arranged opposite a set of layers, and
  • said set of layers comprising at least two layers of dielectric material including a primary layer and a secondary layer, separated by an air layer,
  • said vehicle assembly may further include one or more additional characteristics taken alone or in any technically possible combination, among the following.
  • said emerging reflected waves emerge from said primary layer on the side opposite to said radar sensor.
  • said radar sensor is a millimeter wave (between 24 GHz and 300 GHz) or microwave (between 300 MHz and 81 GHz) or microwave (between 1 GHz and 300 GHz) radar sensor.
  • said radar waves are transmitted over a frequency band between 100 MHz and 3GHz.
  • the thickness of said primary layer is defined with an angle of incidence Q1 equal to arctan (dl / (2e4)), with e4 the distance between said radar sensor and said primary layer .
  • said primary layer is a decorative piece and said secondary layer is an outlet glass of a lighting device of said vehicle.
  • said lighting device is a headlight or a rear light.
  • said primary layer is a luminous element of a logo and said secondary layer is an outlet glass of a logo of said vehicle.
  • said primary layer is a radome and said secondary layer is a logo.
  • said set of layers comprises more than two layers of dielectric material including primary layers and secondary layers, separated by an air layer.
  • the angle of incidence Q3 is equal to the angle of incidence Q1.
  • the angle of incidence Q3 is equal to the angle of incidence Q2.
  • the angle of incidence Q2 is equal to the angle of incidence Q1.
  • said set of layers comprises more than two layers of dielectric material including primary layers and secondary layers, separated by an air layer.
  • FIG. 1 is a schematic view of a vehicle assembly, said vehicle assembly comprising a radar sensor and a set of layers with at least two layers of dielectric material including a primary layer and a secondary layer, separated by an air layer , according to a first non-limiting embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic view of a propagation of a radar wave emitted by the radar sensor of said vehicle assembly of FIG. 1, and of its reflections on the two layers of dielectric material, according to a non-limiting embodiment
  • FIG. 3 is a schematic view of a vehicle assembly, said vehicle assembly comprising a radar sensor and a set of layers with more than two layers of dielectric material including two primary layers and two secondary layers, each set of primary layer-layer secondary being separated by a layer of air, according to a second non-limiting embodiment of the invention.
  • the vehicle assembly 1 of a vehicle 2 is described with reference to Figures 1 to 3.
  • the vehicle 2 is a motor vehicle.
  • motor vehicle is meant any type of motor vehicle. This embodiment is taken as a non-limiting example in the remainder of the description. In the remainder of the description, the vehicle 2 is thus otherwise called motor vehicle 2.
  • the vehicle assembly 1, otherwise called the vehicle arrangement 1, comprises:
  • a radar sensor 10 configured to transmit / receive RI radar waves
  • a set of layers C otherwise called an arrangement of layers C, comprising at least two layers of dielectric material 11, 12 including a primary layer 11 and a secondary layer 12, separated by an air layer 13.
  • the radar sensor 10 is placed opposite the primary layer 11.
  • the radar sensor 10 is a millimeter wave (between 24 GHz and 300 GHz) or microwave (between 300 MHz and 81 GHz) radar sensor. ) or microwave (between 1GHz and 300GHz).
  • the radar sensor 10 operates at a radar frequency of between 76 GHz and 81 GHz.
  • the radar waves RI are transmitted over a frequency band between 100 MHz and 3GHz.
  • the radar sensor 10 will operate on a frequency band of 76.5GHZ to 77.5GHz.
  • the radar sensor 10 is configured to scan the external environment of the motor vehicle 2, thanks to the emission of radar waves RI. As illustrated in Figures 1 and 4, the radar sensor 10 thus comprises:
  • At least one transmitting antenna 100 configured to transmit primary radar waves RI
  • the radar sensor 10 further comprises at least one transmitter 103 configured to generate the primary radar waves RI and at least one receiver 104 configured to process the secondary radar waves R2 received in return.
  • a single electronic component can be used for both transmission and reception functions. There will thus be one or more transmitter / receiver called “transceiver” in the English language.
  • Said transmitter 103 generates primary radar waves RI which are subsequently transmitted by the transmitting antenna 100, which when they encounter an object 3 (here a pedestrian in the non-limiting example illustrated) in the external environment of the motor vehicle 2 are reflected on said object 3. The thus reflected radar waves are waves transmitted back to the radar sensor 10.
  • the secondary radar waves R2 received by the receiving antennas 101. These are radar waves retransmitted in the direction of the radar sensor 10
  • the primary radar waves RI and the secondary radar waves R2 are radio frequency waves.
  • the radar sensor 10 comprises a plurality of transmitters 103 and a plurality of receivers.
  • the transmitting antenna 100 is configured to transmit the primary radar waves RI generated by the transmitter 103.
  • the receiving antennas 101 are configured to receive the secondary radar waves R2 and communicate them to receiver 104 which subsequently processes them. There is a phase shift between the secondary radar waves R2 received by the receiving antennas 101 which makes it possible to deduce therefrom the position of the object 3 relative to the motor vehicle 2, object 3 which is located in the external environment of the motor vehicle 2
  • the antennas 100, 101 are patch antennas otherwise called in the English language “patch antenna” or slot antennas otherwise called in the English language “slot antenna”.
  • the antennas 100, 101, the transmitter 103 and the receiver 104 are arranged on a printed circuit board 105.
  • the printed circuit board is a rigid printed circuit board otherwise called PCBA ("Printed Circuit Board Assembly" in the English language or a flexible printed circuit board, otherwise called “Flexboard” in English language.
  • the radar sensor 10 further comprises an electronic control unit 106 configured to control the transmitter 103 and the receiver 104.
  • a radar sensor being known to those skilled in the art, it is not described in more detail here. .
  • the primary layer 11 is a decorative piece, otherwise called a bezel, and the secondary layer 12 is an outlet glass of a lighting device 20 of said motor vehicle.
  • the lighting device 20 is a headlight or a rear light of the vehicle 2.
  • the primary layer 11 is a light element of an illuminated logo and the secondary layer 12 is an illuminated logo exit mirror. In a non-limiting example, said light element is a light guide.
  • the primary layer 11 is a radome and the secondary layer 12 is an illuminated logo or not.
  • the primary layer 11 is a radome and the secondary layer 12 is an output lens from a lighting device 20.
  • the lighting device 20 is a projector or a projector. vehicle tail light 2.
  • the primary layer 11 and the secondary layer 12 are made of a dielectric material.
  • the dielectric material is plastic, glass or ceramic.
  • the plastic is polycarbonate. It is recalled that a dielectric material is non-conductive and therefore allows the radar waves RI to pass, unlike a conductive material.
  • the set of layers C comprises a single primary layer 11 and a single secondary layer 12, separated by an air layer 13.
  • the primary layer 11 comprises a thickness el, otherwise called primary thickness el, and two surfaces VI and V 2 which represent transition surfaces from one medium to another, otherwise called diopters VI and V 2.
  • diopter VI one passes from the air referenced 8 to the dielectric material of the primary layer 11.
  • diopter V2 one passes from the dielectric material of the primary layer 11 to air 8.
  • the primary layer 11 has a refractive index n1.
  • the secondary layer 12 comprises a thickness e2, otherwise called secondary thickness e2, and two surfaces V3 and V4 which represent transition surfaces from one medium to another, otherwise called diopters V3 and V4.
  • e2 the thickness of the secondary layer 12
  • V3 and V4 which represent transition surfaces from one medium to another, otherwise called diopters V3 and V4.
  • n2 the refractive index
  • the air layer 13 comprises a thickness e3, otherwise called tertiary thickness e3.
  • the air layer 13 has a refraction index n3 equal to 1.
  • the radar wave RI When the radar wave RI is emitted, another part is reflected on the surfaces VI and V 2 which respectively creates reflected waves R11 and R12 called of order 1.
  • the radar wave RI emitted is reflected on the one hand directly on the surface VI outside the primary layer 11 resulting in the reflected wave Rll, and on the other hand on the surface V2 inside the primary layer 11 resulting in the reflected wave R12.
  • the reflected waves Rll and R12 otherwise called Rll waves and R12 waves, are reflected waves which are parasitic reflections which return to the radar sensor 10 and which decrease the signal-to-noise ratio of the radar sensor 10 since they return in the direction of the radar sensor 10.
  • the transmitted radar wave RI arrives on the primary layer 11 with an angle of incidence Q1.
  • the angle of incidence Q1 is different from 0 °
  • the corresponding refracted angle referenced b ⁇ in FIG. 2 is also different from 0 °.
  • the path d ⁇ traveled by the waves reflected in the primary layer 11 is equal to 2el / cos (pi).
  • the phase shift Df ⁇ between the reflected waves Rll and R12 thus depends on the cosine of the refracted angle b ⁇ (and therefore on the cosine of the angle of incidence Q1) and on the thickness el of the primary layer 11.
  • Df ⁇ (2p (h1d1- 2eltan (i) sin (01)) / ⁇ ) + n with l the wavelength of the transmitted radar wave RI, and with n3 ⁇ nl.
  • the primary layer 11 comprises a thickness el such that the reflected waves Rll, R12 of order 1 corresponding to said radar wave RI transmitted either in phase opposition.
  • Their phase shift Df ⁇ is therefore of p modulo 2p. It creates destructive interference.
  • the reflected waves Rll and R12 have therefore been removed in the 1st order by causing them to cancel each other partially. they partially. They thus reduce the signal-to-noise ratio less.
  • the R11 and R12 waves do not strictly cancel each other out, due to the necessarily lower amplitude of the R12 wave compared to the Rll wave. There is always a very weak residue of order 3. It is recalled that the reflected waves of order 2 have a lower power than the reflected waves of order 1, and the waves of order 3 have a lower power than the waves of order 3. 2nd order reflected waves.
  • the thickness e1 is between 2 and 3 millimeters (mm).
  • the radar wave RI when the radar wave RI leaves the primary layer 11, it is an emerging radar wave RI 'which has a lower power than the radar wave RI emitted.
  • the emerging radar wave RI 'passes through the secondary layer 12 it is reflected on the surfaces V3 and V4 which respectively creates so-called order 1 reflected waves R13 and R14.
  • the emerging radar wave RI ' is reflected on the one hand directly on the surface V3 outside the layer secondary 12 resulting in the reflected wave R13, and on the other hand on the surface V4 inside the secondary layer 12 resulting in the reflected wave R14.
  • the reflected waves R13 and R14 are reflected waves which are parasitic reflections which return towards the radar sensor 10 and which decrease the signal to noise ratio of the radar sensor 10 since they return in the direction of the radar sensor 10. This also results in a loss of detection range of the radar sensor. Therefore, it causes detection error or no detection of an object while the latter is present in the environment outside the vehicle. As described below, they are suppressed so that the signal to noise ratio of the radar sensor 10 is not reduced.
  • the emerging radar wave RI arrives on the secondary layer 12 with an angle of incidence Q2.
  • the corresponding refracted angle referenced b2 in the figure is also different from 0 °.
  • the path 52 traveled by the reflected waves R14 is equal to 2e2 / cos (P2).
  • the phase shift Df2 between the reflected waves R13 and R14 thus depends on the cosine of the refracted angle b2 (and therefore on the cosine of the angle of incidence Q2) and on the thickness e2 of the secondary layer 12.
  • Df2 (2n (n252-2e2tan (P2) sin (02)) / ⁇ ) + p.
  • the secondary layer 12 comprises a thickness e2 such that the reflected waves R13, R14 of order 1 corresponding to said transmitted radar wave RI is in phase opposition. Their phase shift Df2 is therefore p modulo 2 p. It creates destructive interference. In the same way as the reflected waves R11 and R12, the reflected waves R13 and R14 partially cancel each other out. The reflected waves R13 and R14 have therefore been eliminated by making them partially cancel each other out. They thus reduce the signal to noise ratio less. It should be noted that the R13 and R14 waves do not strictly cancel each other out, due to the necessarily lower amplitude of the R14 wave compared to the R13 wave. There is always a very weak residue of order 3.
  • the other part of the reflected waves R20 emerging from the primary layer 11 passing through the air layer 13 bounces alternately on the surface V 2 outside the primary layer 11 and on the surface V3 outside. of the secondary layer 12 and subsequently passes through the secondary layer 12 and emerges from the secondary layer 12. They arrive on the secondary layer 12 also with the angle of incidence 03.
  • the reflected waves R16 of order 2 thus come from waves which are reflected inside the air layer 13 on a surface V 2 outside the primary layer 11 and which have crossed directly into a large mostly secondary layer 12.
  • the path difference d3 traveled between the reflected waves R16 and the reflected waves R15 is equal to 2e3 / cos (03) -2e3tan (03) sin (03).
  • the phase shift Df3 between the reflected waves R16 and R16 depends on thus of the cosine of the angle of incidence Q3 and of the thickness e3 of the air layer 13.
  • Df3 4 px (e3 x cos (03)) / l.
  • the reflected waves R15 and R16 are thus in phase.
  • the phase shift of 0 modulo 2n makes it possible to add the reflected waves R15 and R16 to one another so that their power is added together and that there is thus a resulting reflected wave R17 of higher power.
  • the thickness e3, in a non-limiting embodiment, has been preferably optimized for an angle other than 01. In production, the thickness e3 and the operating frequency of the radar may vary from their respective nominal values.
  • the reflected wave R17 resulting from the addition of the reflected waves R15 and R16 will thus allow precise detection by the radar sensor 10. Indeed, its power will be added to that of the emerging radar wave RI. directly from the secondary layer 12, the choice of el ensuring that R15 and RI "are in phase.
  • the reflected wave R17 and the radar wave RI "form an emerging global radar wave referenced R3 in FIG. 2 and otherwise called the global wave R3. Therefore the overall power obtained from the emerging global radar wave R3 of the secondary layer 12 (which will therefore be used to detect object 3) will be very close to that of the radar wave RI initially emitted by the radar sensor 10.
  • the radar sensor 10 operates on a frequency band (between 100 MHz and 3 GHz in a non-limiting embodiment) and not on a single frequency.
  • a frequency band between 100 MHz and 3 GHz in a non-limiting embodiment
  • each thickness el, e2, e3 depends on the wavelength l, it is possible to define each thickness el, e2, e3, as a function of a wavelength l ⁇ , l2 , A3 different, the three wavelengths chosen being in the frequency band chosen between 100MHz and 3GHz here.
  • a wavelength corresponding to the frequency 75 GHz is chosen to define the thickness el, a wavelength L2 corresponding to the frequency 77GHz to define the thickness e2, and a wavelength A3 corresponding to the frequency 76GHz to define the thickness e3.
  • the detection of the radar sensor 10 is very precise because there will be no more parasitic reflections Rll, R12, R13, R14 and the radar waves R15, R16 will have been added to have very little power loss at the output of the set of layers C.
  • each thickness e1, e2, e3 can be defined as a function of the same wavelength l.
  • said set of layers C comprises more than two layers of dielectric material 11, 12 including primary layers 11 and secondary layers 12 separated by a air layer 13. There is thus a plurality of air layers 13.
  • the vehicle assembly 1 comprises more than two layers of dielectric material 11, 12 separated by an air layer 13.
  • a first subset of csl layers comprising a first primary layer 111 with a thickness ell and a first secondary layer 121 with a thickness e21, separated by an air layer 131,
  • a second subset of layers cs2 comprising a second primary layer 112 with a thickness el2 and a second secondary layer 122 with a thickness e22, separated by an air layer 132.
  • the first secondary layer 121 of the first sub-assembly cs1 is also the second primary layer 112 of the second sub-assembly cs2.
  • the first subset of csl layers comprises a first primary layer 111 which is a radome of the radar sensor 10 and a first secondary layer 121 which is a decorative piece, separated by a first layer air 131; and the second subset of layers cs2 comprises a second primary layer 112 which is said decorative piece and a second secondary layer 122 which is an outlet glass of a lighting device 20 of the motor vehicle 2, separated by a second layer of air 132.
  • the first subset of csl layers comprises a first primary layer 111 which is a radome of the radar sensor 10 and a first secondary layer 121 which is a luminous element, separated by a first air layer 131; and the second subset of layers cs2 comprises a second primary layer 112 which is said luminous element and a second secondary layer 122 which is an output glass of a luminous device 20 of the motor vehicle 2, separated by a second layer of air 132.
  • the vehicle assembly 1 can further comprise a radome separated from a decorative piece by a layer of air 13, said decorative piece 11 itself being separated from an outlet window by a layer. air 13.
  • the decorative piece can be replaced by a light element. Note that the more layers there are in the set of layers C, the more the anti-reflection bandpass filter can be increased with the different thicknesses of the different layers by choosing different wavelengths l for the different thicknesses in a mode. non-limiting implementation.
  • said set of layers C comprises more than two dielectric layers including primary layers 111, 112 and secondary layers 121, 122, separated by an air layer 131, 132 two by two. Namely a first primary layer 111 is separated from a first secondary layer 121 by a first air layer 131 and a second primary layer 112 is separated from a second secondary layer 122 by a second air layer 132.
  • a layer 111 which is a radome and which has a thickness ell
  • a layer 121 which is a decorative piece and which has a thickness e21
  • an additional layer 122 which is an output lens from a lighting device and which has a thickness e22.
  • Layer 111 is separated from layer 121 by an air layer 131 of thickness e31.
  • Layer 122 is separated from layer 121 by an air layer 132 of thickness e32.
  • layer 111 represents a primary layer as described above and layer 121 represents a secondary layer as described above.
  • layer 121 represents a secondary layer also referenced 112 as described above and layer 122 represents a secondary layer such as previously described.
  • the description of the invention is not limited to the embodiments described above and to the field described above.
  • the radar sensor 10 comprises more than one transmitting antenna 100 and more than two receiving antennas 101.

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Abstract

L'invention concerne un ensemble de véhicule (1) d'un véhicule (2), ledit ensemble de véhicule (1) comprenant : - un capteur radar (10) configuré pour émettre/recevoir des ondes radars (R1), ledit capteur radar (10) étant disposé en regard d'un ensemble de couches (C), et - ledit ensemble de couches (C) comprenant au moins deux couches de matériau diélectrique (11, 12) dont une couche primaire (11) et une couche secondaire (12), séparées par une couche d'air (13), - caractérisé en ce que ladite couche d'air (13) comprend une épaisseur (e3) égale à (m3 x (λ/2)) / cos (θ3), avec θ3 un angle d'incidence d'ondes réfléchies émergentes (R20) arrivant sur ladite couche secondaire (12) et m3=1,…à N, N entier, lesdites ondes réfléchies émergentes (R20) étant dérivées d'ondes radars (R1) émises par ledit capteur radar (10).

Description

Description
Titre de l'invention : Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un ensemble de couches
[1] La présente invention se rapporte à un ensemble de véhicule. Elle trouve une application particulière mais non limitative dans les véhicules automobiles.
[2] Un ensemble de véhicule comprend, de manière connue de l'homme du métier : un capteur radar configuré pour émettre/recevoir des ondes radars, et
- un ensemble de couches comprenant au moins deux couches de matériau diélectrique dont une couche primaire et une couche secondaire, séparées par une couche d'air.
[3] L'ensemble de véhicule est disposé à l'avant ou à l'arrière du véhicule pour répondre à des besoins de détection d'un objet dans l'environnement extérieur du véhicule.
[4] Un inconvénient de cet état de la technique est que le capteur radar est disposé derrière l'ensemble de couches. Les ondes radars doivent ainsi traverser les couches de matériau diélectrique pour détecter un objet dans l'environnement extérieur du véhicule. Une partie de ces ondes radars se réfléchissent sur les couches de matériau diélectrique et entre les couches de matériau diélectrique à l'intérieur de la couche d'air. Par conséquent, la puissance des ondes radars émergentes de l'ensemble de couches est plus faible que celle des ondes radars émises initialement par le capteur radar et entrantes dans l'ensemble de couches. Cela entraîne ainsi une perte en portée de détection du capteur radar. Par conséquent, cela entraîne une erreur de détection ou aucune détection d'un objet alors que ce dernier est présent dans l'environnement extérieur du véhicule.
[5] Dans ce contexte, la présente invention vise à proposer un ensemble de véhicule qui permet de résoudre l'inconvénient mentionné.
[6] A cet effet, l'invention propose un ensemble de véhicule pour véhicule, ledit ensemble de véhicule comprenant :
- un capteur radar configuré pour émettre/recevoir des ondes radars, ledit capteur radar étant disposé en regard d'un ensemble de couches, et
- ledit ensemble de couches comprenant au moins deux couches de matériau diélectrique dont une couche primaire et une couche secondaire, séparées par une couche d'air,
- caractérisé en ce que ladite couche d'air comprend une épaisseur égale à (m3 x (l/2)) / cos (Q3), avec Q3 un angle d'incidence d'ondes réfléchies émergentes arrivant sur ladite couche secondaire et m3=l,...à N, N entier, lesdites ondes réfléchies émergentes étant dérivées d'ondes radars émises par ledit capteur radar. [7] Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, le fait de déterminer l'épaisseur de la couche d'air de la sorte va permettre d'additionner les ondes radars émergentes d'ordre 2 de sorte qu'il n'y ait pas de perte de puissance importante entre une onde radar émergente de l'ensemble de couches côté opposé au capteur radar et une onde radar émise initialement par le capteur radar. Par conséquent, il n'y aura peu de perte de puissance lors de la transmission de l'onde radar émise initialement, au travers de la couche primaire, de la couche d'air et de la couche secondaire, hormis l'absorption d'une partie des ondes radars par le matériau des couches. La détection d'un objet par le capteur radar sera ainsi précise.
[8] Selon des modes de réalisation non limitatifs, ledit ensemble de véhicule peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, parmi les suivantes.
[9] Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites ondes réfléchies émergentes sont émergentes de ladite couche primaire côté opposé audit capteur radar.
[10] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit capteur radar est un capteur radar à ondes millimétriques (entre 24GHz et 300 GHz) ou hyperfréquences (entre 300MHz et 81GHz) ou micro ondes (entre 1GHz et 300GHz).
[11] Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdites ondes radars sont émises sur une bande de fréquence comprise entre 100MHz et 3GHz.
[12] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite couche primaire comprend une épaisseur égale à (Â/(2nlcos 1)) +(ml x l), avec bΐ un angle réfracté correspondant à un angle d'incidence Q1 d'une onde radar émise et ni l'indice de réfraction de ladite couche primaire et ml =1, ...à N, N entier.
[13] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'épaisseur de ladite couche primaire est définie avec un angle d'incidence Q1 égal à arctan(dl/(2e4)), avec e4 la distance entre ledit capteur radar et ladite couche primaire.
[14] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite couche secondaire comprend une épaisseur égale à (Â/(2n2cos 2)) +(m2 x l), avec b2 un angle réfracté correspondant à un angle d'incidence Q2 d'une onde radar émergente de ladite couche primaire et n2 l'indice de réfraction de ladite couche secondaire et m2 =1, ...à N, N entier.
[15] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite couche primaire est une pièce décorative et ladite couche secondaire est une glace de sortie d'un dispositif lumineux dudit véhicule.
[16] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit dispositif lumineux est un projecteur ou un feu arrière. [17] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite couche primaire est un élément lumineux d'un logo et ladite couche secondaire est une glace de sortie d'un logo dudit véhicule.
[18] Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite couche primaire est un radôme et ladite couche secondaire est un logo.
[19] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble de couches comprend plus de deux couches de matériau diélectrique dont des couches primaires et des couches secondaires, séparées par une couche d'air.
[20] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'angle d'incidence Q3 est égal à l'angle d'incidence Q1.
[21] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'angle d'incidence Q3 est égal à l'angle d'incidence Q2.
[22] Selon un mode de réalisation non limitatif, l'angle d'incidence Q2 est égal à l'angle d'incidence Q1.
[23] Il est en outre proposé un ensemble de couches d'un véhicule, ledit ensemble de couche étant configuré pour être disposé en regard d'un capteur radar configuré pour émettre/recevoir des ondes radars, et comprenant au moins deux couches de matériau diélectrique dont une couche primaire et une couche secondaire, séparées par une couche d'air, caractérisé ce que ladite couche d'air comprend une épaisseur égale à (m3 x (l/2)) / cos (Q3), avec Q3 un angle d'incidence d'ondes réfléchies émergentes arrivant sur ladite couche secondaire et m3=l,...à N, N entier, lesdites ondes réfléchies émergentes étant dérivées d'ondes radars émises par ledit capteur radar.
[24] Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble de couches comprend plus de deux couches de matériau diélectrique dont des couches primaires et des couches secondaires, séparées par une couche d'air.
[25] L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent :
[26] [Fig. 1] est une vue schématique d'un ensemble de véhicule, ledit ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un ensemble de couches avec au moins deux couches de matériau diélectrique dont une couche primaire et une couche secondaire, séparées par une couche d'air, selon un premier mode de réalisation non limitatif de l'invention,
[27] [Fig. 2] est une vue schématique d'une propagation d'une onde radar émise par le capteur radar dudit ensemble de véhicule de la figure 1, et de ses réflexions sur les deux couches de matériau diélectrique, selon un mode de réalisation non limitatif, [28] [Fig. 3] est une vue schématique d'un ensemble de véhicule, ledit ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un ensemble de couches avec plus de deux couches de matériau diélectrique dont deux couches primaires et deux couches secondaires, chaque ensemble de couche primaire-couche secondaire étant séparées par une couche d'air, selon un deuxième mode de réalisation non limitatif de l'invention.
[29] Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
[30] L'ensemble de véhicule 1 d'un véhicule 2 selon l'invention est décrit en référence aux figures 1 à 3. Dans un mode de réalisation non limitatif, le véhicule 2 est un véhicule automobile. Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé. Ce mode de réalisation est pris comme exemple non limitatif dans la suite de la description. Dans la suite de la description, le véhicule 2 est ainsi autrement appelé véhicule automobile 2.
[31] Tel qu'illustré sur les figures 1 et 3, l'ensemble de véhicule 1, autrement appelé agencement de véhicule 1, comprend :
- un capteur radar 10 configuré pour émettre/recevoir des ondes radars RI, et
- un ensemble de couches C, autrement appelé agencement de couches C, comprenant au moins deux couches de matériau diélectrique 11, 12 dont une couche primaire 11 et une couche secondaire 12, séparées par une couche d'air 13.
[32] Ces éléments sont décrits ci-après. Le capteur radar 10 est décrit ci-après.
[33] Le capteur radar 10 est disposé en regard de la couche primaire 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, le capteur radar 10 est un capteur radar à ondes millimétriques (entre 24GHz et 300 GHz) ou hyperfréquences (entre 300MHz et 81GHz) ou micro-ondes (entre 1GHz et 300GHz). Dans une variante de réalisation non limitative, le capteur radar 10 fonctionne à une fréquence radar comprise entre 76GHz et 81GHz. Dans un mode de réalisation non limitatif, les ondes radars RI sont émises sur une bande de fréquence comprise entre 100MHz et 3GHz. Ainsi, dans un exemple non limitatif, si le capteur fonctionne à une fréquence radar de 77GHz avec une bande de fréquence de 1GHz, le capteur radar 10 fonctionnera sur une bande de fréquence de 76.5GHZ à 77.5GHz.
[34] Le capteur radar 10 est configuré pour scanner l'environnement extérieur du véhicule automobile 2, grâce à l'émission d'ondes radars RI. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 4, le capteur radar 10 comprend ainsi :
- au moins une antenne émettrice 100 configurée pour émettre des ondes radars primaires RI,
- au moins deux antennes réceptrices 101 configurées pour recevoir des ondes radars secondaires R2. [35] Le capteur radar 10 comprend en outre au moins un émetteur 103 configuré pour générer les ondes radars primaires RI et au moins un récepteur 104 configuré pour traiter les ondes radars secondaires R2 reçues en retour. Dans un mode de réalisation non limitatif, un seul composant électronique peut être utilisé pour les deux fonctions émission et réception. On aura ainsi un ou plusieurs émetteur/récepteur appelés « transceiver » dans le langage anglo-saxon. Ledit émetteur 103 génère des ondes radars primaires RI qui sont par la suite émises par l'antenne émettrice 100, qui lorsqu'elles rencontrent un objet 3 (ici un piéton dans l'exemple non limitatif illustré) dans l'environnement extérieur du véhicule automobile 2 se réfléchissent sur ledit objet 3. Les ondes radars ainsi réfléchies sont des ondes transmises en retour au capteur radar 10. Ce sont les ondes radars secondaires R2 reçues par les antennes réceptrices 101. Ce sont des ondes radars retransmises en direction du capteur radar 10. Dans un mode de réalisation non limitatif, les ondes radars primaires RI et les ondes radars secondaires R2 sont des ondes radio fréquence. Dans un mode de réalisation non limitatif, le capteur radar 10 comprend une pluralité d'émetteurs 103 et une pluralité de récepteurs
104.
[36] L'antenne émettrice 100, autrement appelée antenne 100, est configurée pour émettre les ondes radars primaires RI générées par l'émetteur 103. Les antennes réceptrices 101, autrement appelées antennes 101, sont configurées pour recevoir les ondes radars secondaires R2 et les communiquer au récepteur 104 qui les traite par la suite. Il existe un déphasage entre les ondes radars secondaires R2 reçues par les antennes réceptrices 101 qui permet d'en déduire la position de l'objet 3 par rapport au véhicule automobile 2, objet 3 qui se trouve dans l'environnement extérieur du véhicule automobile 2. Dans des modes de réalisation non limitatifs, les antennes 100, 101 sont des antennes pastilles autrement appelée dans le langage anglo-saxon « patch antenna » ou des antennes à fente autrement appelée dans le langage anglo-saxon « slot antenna ».
[37] Dans un mode de réalisation non limitatif, les antennes 100, 101, l'émetteur 103 et le récepteur 104 sont disposés sur une carte à circuit imprimé 105. Dans un mode de réalisation non limitatif, la carte à circuit imprimé est une carte à circuit imprimé rigide autrement appelée PCBA (« Printed Circuit Board Assembly » dans le langage anglo-saxon ou une carte à circuit imprimé flexible, autrement appelé « Flexboard » dans le langage anglo-saxon.
[38] Le capteur radar 10 comprend en outre une unité de contrôle électronique 106 configurée pour contrôler l'émetteur 103 et le récepteur 104. Un capteur radar étant connu de l'homme du métier, il n'est pas décrit plus en détail ici.
[39] L'ensemble de couches C est décrit ci-après. [40] Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche primaire 11 est une pièce décorative, autrement appelée bezel, et la couche secondaire 12 est une glace de sortie d'un dispositif lumineux 20 dudit véhicule automobile. Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif lumineux 20 est un projecteur ou un feu arrière du véhicule 2. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, la couche primaire 11 est un élément lumineux d'un logo illuminé et la couche secondaire 12 est une glace de sortie du logo illuminé. Dans un exemple non limitatif, ledit élément lumineux est un guide de lumière. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, la couche primaire 11 est un radôme et la couche secondaire 12 est un logo illuminé ou non. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, la couche primaire 11 est un radôme et la couche secondaire 12 est une glace de sortie d'un dispositif lumineux 20. Dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif lumineux 20 est un projecteur ou un feu arrière du véhicule 2.
[41] La couche primaire 11 et la couche secondaire 12 sont réalisées dans un matériau diélectrique. Dans des modes de réalisation non limitatifs, le matériau diélectrique est en plastique, en verre ou en céramique. Dans un exemple non limitatif, le plastique est du polycarbonate. On rappelle qu'un matériau diélectrique est non conducteur et laisse donc passer les ondes radars RI contrairement à un matériau conducteur.
[42] Dans un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 1, l'ensemble de couches C comprend une seule couche primaire 11 et une seule couche secondaire 12, séparées par une couche d'air 13.
[43] Tel qu'illustré sur la figure 2, la couche primaire 11 comprend une épaisseur el, autrement appelée épaisseur primaire el, et deux surfaces VI et V 2 qui représentent des surfaces de transition d'un milieu à un autre, autrement appelées dioptres VI et V 2. Sur la figure 2 illustrée, pour le dioptre VI, on passe de l'air référencé 8 au matériau diélectrique de la couche primaire 11. Pour le dioptre V2, on passe du matériau diélectrique de la couche primaire 11 à l'air 8. La couche primaire 11 présente un indice de réfraction ni.
[44] La couche secondaire 12 comprend une épaisseur e2, autrement appelée épaisseur secondaire e2, et deux surfaces V3 et V4 qui représentent des surfaces de transition d'un milieu à un autre, autrement appelées dioptres V3 et V4. Sur la figure 2 illustrée, pour le dioptre V3, on passe de la couche d'air 13 au matériau diélectrique de la couche secondaire 12. Pour le dioptre V4, on passe du matériau diélectrique de la couche secondaire 12 à l'air référencé 8 sur la figure. La couche secondaire 12 présente un indice de réfraction n2.
[45] La couche d'air 13 comprend une épaisseur e3, autrement appelée épaisseur tertiaire e3. La couche d'air 13 présente un indice de réfaction n3 égal à 1. [46] Tel qu'illustré sur la figure 2, lorsqu'une onde radar RI est émise, une partie passe au travers de la couche primaire 11, de la couche d'air 13 et de la couche secondaire 12.
[47] Lorsque l'onde radar RI émise passe au travers de la couche primaire 11, une partie RI' traverse la couche d'air 13. C'est une onde radar référencée RI' sur la figure 2 et appelée onde radar émergente RI', et une autre partie va se réfléchir dans la couche primaire 11. Une partie de l'onde radar émergente RI' va entrer directement dans la couche secondaire 12 après avoir traversé la couche d'air 13 et ressortir directement de la couche secondaire 12. Cette onde radar qui ressort est référencée RI" et appelée onde radar émergente RI1'. On notera que lorsque l'onde radar émergente RI' entre et ressort de la couche secondaire 12, c'est une onde radar émergente RI" qui a une puissance plus faible que celle de l'onde radar émergente RI' et donc que celle de l'onde radar RI émise initialement par le capteur radar 10. Cela entraîne ainsi une perte en portée de détection du capteur radar puisque la puissance est plus faible.
[48] Lorsque l'onde radar RI est émise, une autre partie se réfléchit sur les surfaces VI et V 2 ce qui crée respectivement des ondes réfléchies Rll et R12 dite d'ordre 1. Ainsi, l'onde radar RI émise se réfléchit d'une part directement sur la surface VI à l'extérieur de la couche primaire 11 résultant en l'onde réfléchie Rll, et d'autre part sur la surface V2 à l'intérieur de la couche primaire 11 résultant en l'onde réfléchie R12. Les ondes réfléchies Rll et R12, autrement appelées ondes Rll et ondes R12, sont des ondes réfléchies qui sont des réflexions parasites qui reviennent vers le capteur radar 10 et qui diminuent le ratio signal sur bruit du capteur radar 10 puisqu'elles retournent en direction du capteur radar 10. Cela entraîne ainsi également une perte en portée de détection du capteur radar puisque lesdites ondes réfléchies Rll et R12 vont perturber les antennes réceptrices 101. Par conséquent, cela entraîne une erreur de détection ou aucune détection d'un objet alors que ce dernier est présent dans l'environnement extérieur du véhicule. Comme décrit ci-dessous, elles sont supprimées de sorte que le ratio signal sur bruit du capteur radar 10 ne soit pas réduit.
[49] Tel qu'illustré sur la figure 2, l'onde radar RI émise arrive sur la couche primaire 11 avec un angle d'incidence Q1. Lorsque l'angle d'incidence Q1 est différent de 0°, l'angle réfracté correspondant référencé bΐ sur la figure 2 est différent de 0° également. Le chemin dΐ parcouru par les ondes réfléchies dans la couche primaire 11 est égal à 2el/cos(pi). Le déphasage Dfΐ entre les ondes réfléchies Rll et R12 dépend ainsi du cosinus de l'angle réfracté bΐ (et donc du cosinus de l'angle d'incidence Q1) et de l'épaisseur el de la couche primaire 11. On a Dfΐ = (2p(h1d1- 2eltan( i)sin(01))/Â)+n avec l la longueur d'onde de l'onde radar RI émise, et avec n3<nl.
[50] Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche primaire 11 comprend une épaisseur el telles que les ondes réfléchies Rll, R12 d'ordre 1 correspondantes à ladite onde radar RI émise soit en opposition de phase. Leur déphasage Dfΐ est donc de p modulo 2p. Cela crée des interférences destructrices. On a donc supprimé au 1er ordre les ondes réfléchies Rll et R12 en faisant en sorte qu'elles s'annulent entre elles partiellement On a donc supprimé au 1er ordre les ondes réfléchies Rll et R12 en faisant en sorte qu'elles s'annulent entre elles partiellement. Elles diminuent ainsi moins le ratio signal sur bruit. Il convient de noter que les ondes Rll et R12 ne s'annulent pas strictement, en raison de l'amplitude nécessairement plus faible de l'onde R12 par rapport à l'onde Rll. Il reste toujours un résidu très faible d'ordre 3. On rappelle que les ondes réfléchies d'ordre 2 ont une puissance plus faible que les ondes réfléchies d'ordre 1, et les ondes d'ordre 3 ont une puissance plus faible que les ondes réfléchies d'ordre 2.
[51] On obtient donc, puisque sin(01)=nlsin( 1), Dfΐ = (2p x ni x (2el x cos 1)/ l) +p. Or comme il faut avoir Dfΐ = p modulo 2p , on a donc el=(Â/(2nlcos 1)) +(ml x l) et ce quelque soit la valeur de l'angle d'incidence Q1, avec ml = 1, ...N, N entier. On notera que les valeurs de l'angle d'incidence Q1 sont comprises dans les angles possibles d'émission du capteur radar 10. Les valeurs possibles de l'angle d'incidence Q1 sont définies dans les spécifications techniques du capteur radar 10. Classiquement l'angle d'incidence Q1 est compris entre 0° et 30°. On notera qu'il existe une valeur de l'angle d'incidence Q1 pour laquelle les réflexions parasites Rll et R12 entraînent une perturbation maximum des antennes réceptrices 101 du capteur radar 10. Dans un mode de réalisation non limitatif, cette valeur est égale à 01= arctan(dl/(2e4)), avec dl la distance entre l'antenne émettrice 100 et les antennes réceptrices 101, e4 la distance entre le capteur radar 10 et la couche primaire 11 tel qu'illustré sur la figure 2. Ainsi, en fonction de la valeur de l'indice de réfraction ni et de la longueur d'onde l utilisée sur la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10 (entre 76GHZ à 81GHZ dans l'exemple non limitatif pris), on peut déterminer la valeur de l'épaisseur el pour que les ondes réfléchies Rll et R12 d'ordre 1 s'annulent partiellement entre elles. Dans un mode de réalisation non limitatif, l'épaisseur el est comprise entre 2 et 3 millimètres (mm). Dans un exemple non limitatif, si on nl=1.66 pour le polycarbonate et la longueur d'onde l correspondant à une fréquence de 76GHz, on obtient ainsi el=2.36mm, pour 01=0°, avec ml=2. Dans un mode de réalisation non limitatif, on définie la valeur de l'épaisseur el pour un angle d'incidence 01= arctan(dl/(2e4)). Cela permet d'être sûre de supprimer les perturbations créées par les ondes réfléchies Rll et R12 lorsqu'elles sont au maximum.
[52] Comme décrit précédemment, lorsque l'onde radar RI ressort de la couche primaire 11, c'est une onde radar émergente RI' qui a une puissance plus faible que l'onde radar RI émise. Lorsque l'onde radar émergente RI' passe au travers de la couche secondaire 12, elle se réfléchit sur les surfaces V3 et V4 ce qui crée respectivement des ondes réfléchies R13 et R14 dite d'ordre 1. Ainsi, l'onde radar émergente RI' se réfléchit d'une part directement sur la surface V3 à l'extérieur de la couche secondaire 12 résultant en l'onde réfléchie R13, et d'autre part sur la surface V4 à l'intérieur de la couche secondaire 12 résultant en l'onde réfléchie R14. Les ondes réfléchies R13 et R14, autrement appelées ondes R13 et ondes R14, sont des ondes réfléchies qui sont des réflexions parasites qui reviennent vers le capteur radar 10 et qui diminuent le ratio signal sur bruit du capteur radar 10 puisqu'elles retournent en direction du capteur radar 10. Cela entraîne ainsi également une perte en portée de détection du capteur radar. Par conséquent, cela entraîne une erreur de détection ou aucune détection d'un objet alors que ce dernier est présent dans l'environnement extérieur du véhicule. Comme décrit ci-dessous, elles sont supprimées de sorte que le ratio signal sur bruit du capteur radar 10 ne soit pas réduit.
[53] L'onde radar émergente RI' arrive sur la couche secondaire 12 avec un angle d'incidence Q2. Lorsque l'angle d'incidence Q2 est différent de 0°, l'angle réfracté correspondant référencé b2 sur la figure est différent de 0° également. Le chemin 52 parcouru par les ondes réfléchies R14 est égal à 2e2/cos(P2). Le déphasage Df2 entre les ondes réfléchies R13 et R14 dépend ainsi du cosinus de l'angle réfracté b2 (et donc du cosinus de l'angle d'incidence Q2) et de l'épaisseur e2 de la couche secondaire 12. On a Df2 = (2n(n252-2e2tan(P2)sin(02))/Â) + p. On a donc Df2 = (2p x (2n2e2cos(P2))/Â) + p avec n3<n2. On notera que Q2 = Q1 car l'onde radar RI' émergente ressort de la couche primaire 11 avec le même angle d'incidence que l'onde radar RI entrante dans la couche primaire 11. De ce fait, l'onde radar RI' émergente rentre dans la couche secondaire 12 avec le même angle d'incidence.
[54] Dans un mode de réalisation non limitatif, la couche secondaire 12 comprend une épaisseur e2 telles que les ondes réfléchies R13, R14 d'ordre 1 correspondantes à ladite onde radar RI émise soit en opposition de phase. Leur déphasage Df2 est donc de p modulo 2 p. Cela crée des interférences destructrices. De la même manière que les ondes réfléchies Rll et R12, les ondes réfléchies R13 et R14 s'annulent entre elles partiellement. On a donc supprimé les ondes réfléchies R13 et R14 en faisant en sorte qu'elles s'annulent entre elles partiellement. Elles diminuent ainsi moins le ratio signal sur bruit. Il convient de noter que les ondes R13 et R14 ne s'annulent pas strictement, en raison de l'amplitude nécessairement plus faible de l'onde R14 par rapport à l'onde R13. Il reste toujours un résidu très faible d'ordre 3.
[55] Autrement dit on a Df2 = p modulo 2p = n+m2 x 2p, avec m2 = 1, ...N, N entier. Soit avec e2=(Â/(2n2cosP2)) +(m2 x l) et ce quelque soit la valeur de l'angle d'incidence Q2. Ainsi, en fonction de la valeur de l'indice de réfraction n2 et de la longueur d'onde l utilisée sur la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10, on peut déterminer la valeur de l'épaisseur e2 pour que les ondes réfléchies R13 et R14 d'ordre 1 s'annulent entre elles. Dans un mode de réalisation non limitatif, l'épaisseur e2 est comprise entre 2 et 3 millimètres (mm). Dans un exemple non limitatif, si on n2=1.66 pour le polycarbonate et la longueur d'onde l correspondant à une fréquence de 76GHz, on obtient ainsi e2=2.36mm, pour 02=0°, avec m2=2.
[56] Tel qu'illustré sur la figure 2, lorsque l'onde radar RI émise passe au travers de la couche primaire 11, elle se réfléchit plusieurs fois à l'intérieur de ladite couche primaire 11 sur les surfaces VI, V2. Elle rebondit plusieurs fois sur les surfaces VI, V 2 ce qui crée d'autres ondes réfléchies illustrées en gris sur la figure. Une partie de ces ondes réfléchies ressort en direction de la couche secondaire 12 en passant par la couche d'air 13. Ce sont des ondes réfléchies émergentes de la couche primaire 11, référencée R20 sur la figure 2. Les ondes réfléchies émergentes 20, sont ainsi dérivées, autrement dit issues, des ondes radars RI émises par ledit capteur radar 10. Elles arrivent sur la couche secondaire
12 avec un angle d'incidence 03.
[57] Une partie des ondes réfléchies émergentes R20 de la couche primaire 11 traverse la couche d'air
13 et passe directement au travers de la couche secondaire 12. Elles arrivent sur la couche secondaire 12 avec l'angle d'incidence 03. Lorsqu'elles passent au travers de la couche secondaire 12, une partie de ces ondes réfléchies ressort directement de la couche secondaire 12. Ce sont les ondes réfléchies référencées R15. Elles sont d'ordre 2 car elles proviennent d'autres ondes réfléchies. Les ondes réfléchies R15 d'ordre 2 proviennent ainsi d'ondes qui se sont réfléchies sur une surface VI à l'intérieur de la couche primaire 11 et qui ont traversé directement la couche d'air 13 et la couche secondaire 13.
[58] L'autre partie des ondes réfléchies émergentes R20 de la couche primaire 11 en traversant la couche d'air 13 rebondit alternativement sur la surface V 2 à l'extérieur de la couche primaire 11 et sur la surface V3 à l'extérieur de la couche secondaire 12 et traverse par la suite la couche secondaire 12 et ressort de la couche secondaire 12. Elles arrivent sur la couche secondaire 12 avec également l'angle d'incidence 03. Ce sont les ondes réfléchies référencées R16. Elles sont d'ordre 2 car elles proviennent d'autres ondes réfléchies. Les ondes réfléchies R16 d'ordre 2 proviennent ainsi d'ondes qui se sont réfléchies à l'intérieur de la couche d'air 13 sur une surface V 2 à l'extérieur de la couche primaire 11 et qui ont traversé directement dans une grande majorité la couche secondaire 12.
[59] Ces ondes réfléchies R15, R16 d'ordre 2 qui émergent de la couche secondaire 12 dans le sens opposé au capteur radar 10 sont des ondes réfléchies résiduelles qui affectent la portée de détection du capteur radar 10 d'un objet 3 dans l'environnement extérieur du véhicule automobile 2 car elles ont puissance plus faible que l'onde radar RI émise. On rappelle que les ondes d'ordre 2 ont une puissance plus faible que les ondes réfléchies d'ordre 1.
[60] La différence de chemin d3 parcouru entre les ondes réfléchies R16 et les ondes réfléchies R15 est égal à 2e3/cos(03)-2e3tan(03)sin(03). Le déphasage Df3 entre les ondes réfléchies R16 et R16 dépend ainsi du cosinus de l'angle d'incidence Q3 et de l'épaisseur e3 de la couche d'air 13. On a Df3=2ph3d3/l =2pd3/l avec n3=l(air). On a donc Df3 = 4 p x (e3 x cos(03))/ l.
[61] Afin d'additionner ces ondes réfléchies résiduelles R15, R16 entre elles pour qu'elles aient plus de puissance, la couche d'air 13 comprend une épaisseur e3 de sorte que deux ondes réfléchies R15, R16 d'ordre 2 émergentes de ladite couche secondaire 12 correspondantes à une onde radar émise RI aient un déphasage Df3 = 0 modulo 2n . Les ondes réfléchies R15 et R16 sont ainsi en phase. Le déphasage de 0 modulo 2n permet d'additionner les ondes réfléchies R15 et R16 entre elles de sorte que leur puissance s'additionnent entre elles et qu'on ait ainsi une onde réfléchie résultante R17 de puissance plus forte. Autrement dit on a Df3 = 4p x (e3cos(03))/ l =2nm3, avec m3 = 1, ...N, N entier. Soit avec e3=(m3 x (l/2)) / cos(03), avec l la longueur d'onde de l'onde radar RI émise et 03 l'angle d'incidence des ondes réfléchies R20 entrant dans la couche secondaire 12, et ce quelque soit la valeur de l'angle d'incidence 03. Ainsi, en fonction de la longueur d'onde l utilisée correspondante à la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10, on peut déterminer la valeur de l'épaisseur e3 pour que les ondes réfléchies R15 et R16 d'ordre 2 s'additionnent entre elles. Dans un exemple non limitatif, si on a la longueur d'onde l correspondant à une fréquence de 76GHz et 03=0°, on obtient ainsi e3=1.98mm avec m=l, et e3 >1.98mm pour 03>O° avec m3=l.
[62] Comme évoqué précédemment, dans un mode de réalisation non limitatif, la couche primaire 11 et la couche secondaire 12 ont été préférentiellement optimisés pour un angle égal à 01= arctan(dl/(2e4)), avec dl la distance entre l'antenne émettrice 100 et les antennes réceptrices 101, e4 la distance entre le capteur radar 10 et la couche primaire 11 tel qu'illustré sur la figure 2. L'épaisseur e3, dans un mode de réalisation non limitatif, a été préférentiellement optimisé pour un angle différent de 01. En production, l'épaisseur e3 et la fréquence de fonctionnement du radar peuvent varier de leurs valeurs nominales respectives. Afin de prendre en compte ces variations, on introduit un coefficient e e [-0.25 ; +0.25] dans l'équation de e3: e3=((m3+f) x (l/2)) / cos(03). e3 sera donc compris dans cette plage de valeurs.
[63] L'onde réfléchie R17 résultante de l'addition des ondes réfléchies R15 et R16 va ainsi permettre une détection précise par le capteur radar 10. En effet, sa puissance va s'additionner à celle de l'onde radar RI" émergente directement de la couche secondaire 12, le choix de el assurant que R15 et RI" sont en phase. L'onde réfléchie R17 et l'onde radar RI" forment une onde radar globale émergente référencée R3 sur la figure 2 et autrement appelée onde globale R3. De ce fait la puissance obtenue globale de l'onde radar globale émergente R3 de la couche secondaire 12 (qui va donc être utilisée pour détecter l'objet 3) sera très proche de celle de l'onde radar RI émise au départ par le capteur radar 10. [64] Dans un mode de réalisation non limitatif Q3 = Q1 = Q2. C'est le cas si la couche primaire 11 et la couche secondaires 12 sont disposées en parallèle l'une de l'autre et ont des surfaces VI, V 2, V3, et V4 planes. Dans ce cas on a e3=(m3/cos(01)) cl/2.
[65] On notera que le capteur radar 10 fonctionne sur une bande de fréquence (entre 100MHz et 3 GHz dans un mode de réalisation non limitatif) et pas sur une seule fréquence. Comme dans l'ensemble de couches C il y a plusieurs épaisseurs el, e2, e3 de couches, on peut jouer sur ces épaisseurs pour créer un filtre passe bande anti-réflexions. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, comme chaque épaisseur el, e2, e3 dépend de la longueur d'onde l, on peut définir chaque épaisseur el, e2, e3, en fonction d'une longueur d'onde lΐ, l2, A3 différente, les trois longueurs d'ondes choisies se situant dans la bande de fréquence choisie entre 100MHz et 3GHz ici. Ainsi, dans un exemple non limitatif, si la bande de fréquence est de 1GHz et que le capteur radar 10 fonctionne à la fréquence de 76Ghz, on choisit une longueur d'onde lΐ correspondant à la fréquence 75GHz pour définir l'épaisseur el, une longueur d'onde L2 correspondant à la fréquence 77GHz pour définir l'épaisseur e2, et une longueur d'onde A3 correspondant à la fréquence 76GHz pour définir l'épaisseur e3. Ainsi, sur la bande de fréquence 75GHz, 76GHz et 77GHz, la détection du capteur radar 10 se très précise car il n'y aura plus de réflexions parasites Rll, R12, R13, R14 et on aura additionné les ondes radars R15, R16 pour avoir très peu de perte de puissance en sortie de l'ensemble de couches C. Il y aura des réflexions parasites, mais celles-ci seront très fortement atténuées sur toute la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10. Ainsi la résolution de détection (en distance) du capteur radar 10 sera meilleure. Dans un autre exemple non limitatif, la résolution de détection sera de 0,4 centimètres (cm) pour une fréquence de 350MHz et de 0,2cm pour une fréquence de 750MHz. Ainsi, par exemple, le capteur radar 10 pourra détecter un objet 3 dans l'environnement extérieur du véhicule automobile 2 à une distance près de 0,4cm ou de 0,2cm. Dans un autre mode de réalisation non limitatif, on peut définir chaque épaisseur el, e2, e3, en fonction d'une même longueur d'onde l.
[66] On notera que la description a été faite pour une seule onde radar RI, mais bien entendue elle s'applique pour toutes les ondes radars RI émises par le capteur radar 10.
[67] On notera que la description qui a été faite précédemment pour un ensemble de couches C comprenant une seule couche primaire 11 et une seule couche secondaire 12 séparées par une couche d'air 13 s'applique à un ensemble de couches C comprenant plusieurs sous-ensembles es de couches primaires 11 et couches secondaire 12, chaque couche primaire 11-couche secondaire 12 d'un sous- ensemble es étant séparées de la même manière par une couche d'air 13. Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, ledit ensemble de couches C comprend plus de deux couches de matériau diélectrique 11, 12 dont des couches primaires 11 et des couches secondaires 12 séparées par une couche d'air 13. Il existe ainsi une pluralité de couches d'air 13. Ainsi, l'ensemble de véhicule 1 comprend plus de deux couches de matériau diélectriques 11, 12 séparées par une couche d'air 13.
[68] Ainsi, dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 3, on a un ensemble de couches C qui comprend :
- un premier sous-ensemble de couches csl comprenant une première couche primaire 111 avec une épaisseur ell et une première couche secondaire 121 avec une épaisseur e21, séparées par une couche d'air 131,
- un deuxième sous-ensemble de couches cs2 comprenant une deuxième couche primaire 112 avec une épaisseur el2 et une deuxième couche secondaire 122 avec une épaisseur e22, séparées par une couche d'air 132.
[69] Tel qu'illustré sur la figure 3, la première couche secondaire 121 du premier sous-ensemble csl est également la deuxième couche primaire 112 du deuxième sous-ensemble cs2. Ainsi, dans un premier mode de réalisation non limitatif, le premier sous-ensemble de couches csl comprend une première couche primaire 111 qui est un radôme du capteur radar 10 et une première couche secondaire 121 qui est une pièce décorative, séparées par une première couche d'air 131 ; et le deuxième sous-ensemble de couches cs2 comprend une deuxième couche primaire 112 qui est ladite pièce décorative et une deuxième couche secondaire 122 qui est une glace de sortie d'un dispositif lumineux 20 du véhicule automobile 2, séparées par une deuxième couche d'air 132. Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, le premier sous-ensemble de couches csl comprend une première couche primaire 111 qui est un radôme du capteur radar 10 et une première couche secondaire 121 qui est un élément lumineux, séparées par une première couche d'air 131 ; et le deuxième sous-ensemble de couches cs2 comprend une deuxième couche primaire 112 qui est ledit élément lumineux et une deuxième couche secondaire 122 qui est une glace de sortie d'un dispositif lumineux 20 du véhicule automobile 2, séparées par une deuxième couche d'air 132.
[70] Autrement dit, l'ensemble de véhicule 1 peut comprendre en outre un radôme séparé d'une pièce décorative par une couche d'air 13, ladite pièce décorative 11 étant elle-même séparée d'une glace de sortie par une couche d'air 13. La pièce décorative peut être remplacée par un élément lumineux. On notera que plus il y a de couches dans l'ensemble de couches C, plus on peut augmenter le filtre passe bande anti-réflexion avec les différentes épaisseurs des différentes couches en choisissant différentes longueurs d'ondes l pour les différentes épaisseurs dans un mode de réalisation non limitatif.
[71] Ainsi, ledit ensemble de couches C comprend plus de deux couches diélectriques dont des couches primaires 111, 112 et des couches secondaires 121, 122, séparées par une couche d'air 131, 132 deux à deux. A savoir une première couche primaire 111 est séparée d'une première couche secondaire 121 par une première couche d'air 131 et une seconde couche primaire 112 est séparée d'une seconde couche secondaire 122 par une seconde couche d'air 132. Ainsi, tel que décrit précédemment, on a une couche 111 qui est un radôme et qui présente une épaisseur ell ; une couche 121 qui est une pièce décorative et qui présente une épaisseur e21 , et une couche supplémentaire 122 qui est une glace de sortie d'un dispositif lumineux et qui présente une épaisseur e22. La couche 111 est séparée de la couche 121 par une couche d'air 131 d'épaisseur e31. La couche 122 est séparée de la couche 121 par une couche d'air 132 d'épaisseur e32. Ainsi, dans un premier sous-ensemble de couches csl (comprenant les couches 111 et 121), la couche 111 représente une couche primaire tel que décrit précédemment et la couche 121 représente une couche secondaire tel que décrit précédemment. Par contre, dans un deuxième sous-ensemble de couches cs2 (comprenant les couches 121 et 122), la même couche 121 représente cette fois-ci une couche primaire également référencée 112 tel que décrit précédemment et la couche 122 représente une couche secondaire tel que décrit précédemment.
[72] Bien entendu la description de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci- dessus et au domaine décrit ci-dessus. Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, le capteur radar 10 comprend plus d'une antenne émettrice 100 et plus de deux antennes réceptrices 101.
[73] Ainsi, l'invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- elle permet de superposer des ondes réfléchies R15, R16 émergentes d'ordre 2 de sorte à obtenir une plus grande puissance pour la détection par le capteur radar 10,
- elle permet de supprimer les ondes réfléchies Rll, R12, et R13, R14 d'ordre 1 qui se réfléchissent en direction du capteur radar 10. Le ratio signal sur bruit dudit capteur radar 10 n'est ainsi plus réduit,
- elle permet d'obtenir un filtre passe bande anti-réflexions. Elle permet de supprimer la majorité des réflexions sur toute la plage de fréquence de fonctionnement du capteur radar 10 et ce quelque soit l'angle d'incidence Q1, Q2, Q3,
- elle permet d'obtenir une meilleur résolution de détection pour le capteur radar 10,
- elle est simple à mettre en oeuvre.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Ensemble de véhicule (1) pour véhicule (2), ledit ensemble de véhicule (1) comprenant :
- un capteur radar (10) configuré pour émettre/recevoir des ondes radars (RI), ledit capteur radar (10) étant disposé en regard d'un ensemble de couches (C), et
- ledit ensemble de couches (C) comprenant au moins deux couches de matériau diélectrique (11, 12) dont une couche primaire (11) et une couche secondaire (12), séparées par une couche d'air (13),
- caractérisé en ce que ladite couche d'air (13) comprend une épaisseur (e3) égale à ((iti3+e) x (l/2)) / cos(03) où e est compris entre -0.25 et +0.25, avec Q3 un angle d'incidence d'ondes réfléchies émergentes (R20) arrivant sur ladite couche secondaire (12) et m3=l,...à N, N entier, lesdites ondes réfléchies émergentes (R20) étant dérivées d'ondes radars (RI) émises par ledit capteur radar (10).
[Revendication 2] Ensemble de véhicule (1), selon la revendication 1, selon lequel ledit capteur radar (10) est un capteur radar à ondes millimétriques (entre 24GHz et 300 GHz) ou hyperfréquences (entre 300MHz et 81GHz) ou micro-ondes (entre 1GHz et 300GHz).
[Revendication 3] Ensemble de véhicule (1), selon la revendication précédente, selon lequel lesdites ondes radars (RI) sont émises sur une bande de fréquence comprise entre 100MHz et 3GHz.
[Revendication 4] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite couche primaire (11) comprend une épaisseur (el) égale à (Â/(2nlcos 1)) +(ml cl), avec bΐ un angle réfracté correspondant à un angle d'incidence Q1 d'une onde radar (RI) émise et ni l'indice de réfraction de ladite couche primaire (11) et ml =1, ...à N, N entier.
[Revendication 5] Ensemble de véhicule (1), selon la revendication précédente, selon lequel l'épaisseur (el) de ladite couche primaire (11) est définie avec un angle d'incidence Q1 égal à arctan(dl/(2e4)), avec e4 la distance entre ledit capteur radar 10 et ladite couche primaire (11).
[Revendication 6] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite couche secondaire (12) comprend une épaisseur (e2) égale à (l/(2h2oo£b2)) +(m2 cl), avec b2 un angle réfracté correspondant à un angle d'incidence Q2 d'une onde radar émergente (RI') de ladite couche primaire (11) et n2 l'indice de réfraction de ladite couche secondaire (12) et m2 =1, ...à N, N entier.
[Revendication 7] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ladite couche primaire (11) est une pièce décorative et ladite couche secondaire (12) est une glace de sortie d'un dispositif lumineux (20) dudit véhicule (2).
[Revendication 8] Ensemble de véhicule (1) selon la revendication précédente, selon lequel ledit dispositif lumineux (20) est un projecteur ou un feu arrière.
[Revendication 9] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel ladite couche primaire (11) est un élément lumineux d'un logo et ladite couche secondaire (12) est une glace de sortie d'un logo dudit véhicule (2).
[Revendication 10] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, selon lequel ladite couche primaire (11) est un radôme et ladite couche secondaire (12) est un logo.
[Revendication 11] Ensemble de véhicule (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel ledit ensemble de couches (C) comprend plus de deux couches de matériau diélectrique (11, 12) dont des couches primaires (lli, 112) et des couches secondaires (12i, 122), séparées par une couche d'air (13i, 132).
[Revendication 12] Ensemble de véhicule (1) selon la revendication précédente, selon lequel ledit ensemble de couches (C) comprend une couche (lli) qui est un radôme, une couche (112, 12i) qui est une pièce décorative et une couche (12i) qui est un glace de sortie d'un dispositif lumineux.
[Revendication 13] Ensemble de couches (C) d'un véhicule (2), ledit ensemble de couche (C) étant configuré pour être disposé en regard d'un capteur radar (10) configuré pour émettre/recevoir des ondes radars (RI), et comprenant au moins deux couches de matériau diélectrique (11, 12) dont une couche primaire (11) et une couche secondaire (12), séparées par une couche d'air (13), caractérisé ce que ladite couche d'air (13) comprend une épaisseur (e3) égale à (m3 x (l/2)) / cos (Q3), avec Q3 un angle d'incidence d'ondes réfléchies émergentes (R20) arrivant sur ladite couche secondaire (12) et m3=l,...à N, N entier, lesdites ondes réfléchies émergentes (R20) étant dérivées d'ondes radars (RI) émises par ledit capteur radar (10).
[Revendication 14] Ensemble de couches (C) selon la revendication précédente, selon lequel ledit ensemble de couches (C) comprend plus de deux couches de matériau diélectrique (11, 12) dont des couches primaires (lli, 112) et des couches secondaires (12i, 122), séparées par une couche d'air (13i, 132).
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