WO2023041392A1 - Hohlleiterbaugruppe mit schaumstoff - Google Patents

Hohlleiterbaugruppe mit schaumstoff Download PDF

Info

Publication number
WO2023041392A1
WO2023041392A1 PCT/EP2022/074822 EP2022074822W WO2023041392A1 WO 2023041392 A1 WO2023041392 A1 WO 2023041392A1 EP 2022074822 W EP2022074822 W EP 2022074822W WO 2023041392 A1 WO2023041392 A1 WO 2023041392A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
foam
waveguide
waveguide assembly
waveguides
radome
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/074822
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Himmelstoss
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN202280062156.5A priority Critical patent/CN117981171A/zh
Priority to KR1020247011989A priority patent/KR20240055106A/ko
Publication of WO2023041392A1 publication Critical patent/WO2023041392A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12—Hollow waveguides
    • H01P3/121—Hollow waveguides integrated in a substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/12—Hollow waveguides
    • H01P3/122—Dielectric loaded (not air)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/002—Protection against seismic waves, thermal radiation or other disturbances, e.g. nuclear explosion; Arrangements for improving the power handling capability of an antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • H01Q1/405—Radome integrated radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns

Definitions

  • the invention relates to a waveguide assembly with a plurality of waveguides.
  • Waveguide assemblies are used, for example, in sensors, in particular in radar sensors, and are used there as radiating elements for electromagnetic waves, in particular for radar waves.
  • a waveguide assembly is an assembly comprising a substrate, such as metal or metalized plastic, and in which a plurality of waveguides are formed in the substrate in a predetermined arrangement, whereby the waveguides selectively guide and radiate electromagnetic waves.
  • the waveguides are sensitive to dirt and penetrating liquid, especially water, since these can lead to interference with the electromagnetic waves. In the case of open waveguides that are filled with air, condensation can lead to the ingress of unwanted water. In addition, corrosion of the metal layers of the inner walls of the waveguide caused by the water can impair the functionality. This can eventually render the waveguide assembly unusable and cause the sensor to malfunction.
  • Pressure compensation elements in the sensor housing are known to protect against condensation. In the case of rapid temperature changes, however, there is often no moisture equalization within a short period of time. In particular, since the wave guide assembly has a mass that is not negligible and thus uniform heating of all components in the sensor is not guaranteed.
  • a radome is provided to protect the radiating surfaces from external influences, such as e.g. B. stone chips, dust, water, ice and the like to protect.
  • the radome is designed as a separate component that is arranged separately from the waveguide assembly. The radome must therefore be installed separately in the sensor.
  • a plurality of waveguides are formed in the waveguide assembly.
  • the waveguides have a predetermined arrangement and each waveguide is configured to conduct electromagnetic waves from a source to at least one output and/or to conduct electromagnetic waves from the at least one output to a receiver.
  • the electromagnetic waves are preferably radar waves and the waveguide assembly is designed for a radar sensor.
  • the waveguides are at least partially filled with a foam.
  • the foam prevents liquid from penetrating the waveguide. This avoids condensation in the waveguide. In addition, this also provides protection against corrosion.
  • the waveguide assembly has a foam radome.
  • the radome protects the radiating surface of the waveguide assembly from external influences such. B. stone chips, dust, water, ice, chemical substances or the like, and / or from contamination, z. B. by metal chips, plastic particles or the like, and seals the waveguide assembly or the waveguide to the outside.
  • the foams are made of plastic and have little effect on the transmission of electromagnetic waves, especially when it comes to high-frequency waves in the radar range.
  • the permeability depends on the ratio between gas (usually air) and plastic, with a lower proportion of plastic leading to a greater proportion permeability. Accordingly, the losses in the electromagnetic waves for these foams are small, especially compared to waveguides that are completely filled with plastic.
  • Such a combination of waveguides filled with foam and a radome made of foam has other advantages:
  • the waveguide assembly can be manufactured at lower cost and can be assembled and adjusted with less effort. In addition, unwanted reflections between the radome and the antenna are avoided.
  • passivating protective layers such as e.g. B. chromating, nickel or gold coating, can be dispensed with in the waveguide.
  • a copper coating is sufficient for substrates made of plastic. This saves manufacturing costs and also increases reliability.
  • the waveguide assembly can have a plurality of radiator elements, which are designed as waveguide antennas in the plurality of waveguides.
  • the waveguide antennas are preferably at least partially filled with foam.
  • the radome is preferably formed by a skin of the foam.
  • the skin is an area on the outside of the foam that is more dense, meaning it has a higher plastic content. This results in a stable and solid foam that is suitable for serving as a radome and thus withstanding external influences, especially against stone chipping, and sealing the waveguide assembly or the waveguides from the outside.
  • the thickness of the skin is chosen according to the application. Too thick skin impairs the permeability of electromagnetic waves. For radar waves, the loss is negligible if the skin thickness is less than 0.1 mm. A skin that is too thin does not offer sufficient protection against external influences.
  • the waveguide assembly can be at least partially or completely surrounded by foam, so that it forms a foam layer outside of the waveguide assembly.
  • the skin that forms the radome is in this case formed on the outside of this foam layer.
  • the foam layer serves as a kind of housing that surrounds the waveguide assembly. If the waveguide assembly is only partially surrounded by the foam layer, ie it only forms a partial housing, the foam layer is preferably arranged at least in the emission direction, so that the radome is formed in the emission direction. In this case it is possible to subsequently integrate a printed circuit board on the waveguide assembly and in the housing. For this purpose, for example, a cover with an integrated plug can be provided on the side opposite the emission direction.
  • the foam is only arranged in the waveguides.
  • the skin forming the radome is then formed on the foam at least at one exit of the waveguide.
  • the area in which the waveguide opens into the environment is referred to here as the “output of the waveguide”.
  • the skin is formed in the waveguide antennas of the waveguides forming the output of the waveguide. The radome is thus formed at the output of the waveguide and the waveguide itself is sealed off from the outside.
  • the foam can be any type of foam.
  • the foam is preferably a closed-cell foam. So the cell walls are closed. Due to its structure, the closed-cell foam already prevents the penetration of liquid. Closed-cell foams are particularly advantageous for the radome and for the above-mentioned housing made of the foam layer, since the penetration of liquid is also prevented here if the surface of the foam is damaged or broken through (e.g. by a stone chip or during the assembly) is.
  • Open-cell foams whose cell walls are open, can also be used. In this case, a tight seal is also provided for all waveguide openings.
  • the foam filling the waveguides and the foam forming the radome are made of the same material with the same parameters.
  • the two foams can thus be viewed as a common foam. Consequently, the foam can be introduced into the waveguide assembly in one work step and, if necessary, the foam layer can also be formed in the same work step.
  • the radome is preferably formed as a skin of the foam, as described above. This creates a continuous transition between the skin and the rest of the foam.
  • the foam that fills the waveguides and/or the foam that forms the radome are made in particular from a thermoplastic. Foams made of thermoplastics can nowadays be produced with a gas content of up to 95%. As a result, only minor losses occur in the electromagnetic waves.
  • the use of thermoplastics as foams is well known and allows for ease of manufacture.
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PU polyurethane
  • the foam that fills the waveguides and/or the foam that forms the radome can be made of a duroplastic. Foams made from duroplastics can be produced with a gas content of up to 50%. As a result, the losses in the electromagnetic waves are roughly halved compared to waveguides that are completely filled with plastic.
  • Thermosetting plastics also offer high weather resistance. For example, epoxy resins and phenolic resins can be used as the material.
  • the waveguide assembly has in particular an antenna level and a distribution network level.
  • the antenna level has the outputs of the waveguides and, if necessary, the waveguide antennas, and the connections of the waveguides are formed in the distribution network level.
  • other levels such as B. a feed plane, which provides the connection to the source(s) and/or to the receiver(s).
  • the waveguides are filled with the foam at least in the antenna level and in the distribution network level. This is where condensation and corrosion lead to the biggest problems.
  • the waveguides can also be filled with the foam in the other levels, in particular in the feed level.
  • the structuring serves for better adhesion of the foam and is particularly advantageous in the event that the foam forms a foam layer around the waveguide assembly.
  • the structuring is also during the manufacture of the Foaming ensures that the foam is distributed evenly over the surface.
  • a desired dispersion of electromagnetic waves incident on the sensor can be achieved through the structuring.
  • FIG. 1 shows a sectional illustration of a waveguide assembly according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a sectional illustration of a waveguide assembly according to a further embodiment of the invention.
  • FIGS. 1 and 2 each show a waveguide assembly 1 according to an embodiment of the invention.
  • the waveguide assembly has a substrate 10 made of metal or metalized plastic.
  • the substrate 10 in turn has a metallization.
  • Waveguides 12 for conducting radar waves RW are formed in substrate 10 .
  • the inner walls of the waveguide 12 also have the metallization.
  • the waveguide assembly 1 is divided into several levels: In a feed level SE, the waveguides 12 are connected to sources that are not shown. In a distribution network level VE, the waveguides 12 run between the sources and intended emission positions. In an antenna plane AE, waveguide antennas 13 are formed in the waveguides 12, via which the radar waves RW are radiated to the environment.
  • the waveguides 12 are partially filled with a foam 20 .
  • the waveguides 12, especially in the antenna plane AE, and in particular the waveguide antennas 13, are completely filled with foam 20 in order to ensure that no moisture from the environment can penetrate.
  • the waveguides 12 can also have sections without foam.
  • the waveguides 12 in the feed plane SE are also completely filled with foam 20 .
  • a foam layer 21 is formed around the waveguide assembly 1 in FIG.
  • the foam layer 21 is made of the same material as the foam 20 in the waveguides 12 and has the same parameters.
  • the foam layer 21 can be formed at the same time as the foam 20 is introduced during manufacture.
  • the surface of the substrate 10 has a structure, not shown, with which the foam layer 21 has better grip.
  • a skin 22 is formed in the foam on the outside of the foam layer 21 , that is to say on the side which is opposite the waveguide assembly 1 .
  • the foam is compressed in the skin 22 so that the skin 22 serves as a radome for the waveguide assembly 1 .
  • the skin 22 thus protects the waveguide antennas 13 and the surface of the waveguide assembly 1 from external influences such.
  • the foam layer 21 with the skin 22 forms a housing around the waveguide assembly 1.
  • the foam layer 21 is not formed around the entire waveguide assembly 1.
  • the back of the waveguide assembly 1, ie the side at the feed level SE is free, so that the waveguide can be connected to a printed circuit board there.
  • a skin 23 is formed in the foam 20 directly at the exits of the waveguide antennas 13 .
  • the skin 23 represents a compression of the foam 20 so that the skin 23 serves as a radome for the waveguide antennas 13 .
  • the skin 23 thus protects the waveguide antennas 13 from external influences such. B. stone chips, dust, water, ice, chemical substances or the like, and / or from contamination, z. B. by metal chips, Plastic particles or the like, and seals the waveguide 12 to the outside.
  • the foams 20, 21 described are closed-cell foams, so that an injury to the skin 22, 23 does not result in moisture being able to penetrate.
  • a thermoplastic such as polypropylene (PP), polyethylene (PE) and polyurethane (PU, PUR) and derivatives thereof is used as the material for the foams.
  • a thermoset such as epoxy resin or phenolic resin used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hohlleiterbaugruppe (1) mit einer Mehrzahl von Hohlleitern (12). Die Hohlleiter (12) sind zumindest teilweise mit einem Schaumstoff (20) ausgefüllt und die Hohlleiterbaugruppe (1) weist ein Radom aus Schaumstoff auf.

Description

Beschreibung
Titel
Hohlleiterbaugruppe mit Schaumstoff
Die Erfindung betrifft eine Hohlleiterbaugruppe mit einer Mehrzahl von Hohlleitern.
Stand der Technik
Hohlleiterbaugruppen kommen beispielsweise bei Sensoren, insbesondere bei Radarsensoren, zum Einsatz und dienen dort als Abstrahlelemente für elektromagnetische Wellen, insbesondere für Radarwellen. Eine Hohlleiterbaugruppe ist eine Baugruppe, die ein Substrat, beispielsweise aus Metall oder metallisiertem Kunststoff, aufweist und in der mehrere Hohlleiter in einer zuvor festgelegten Anordnung in dem Substrat ausgebildet sind, wodurch die Hohlleiter elektromagnetische Wellen gezielt leiten und abstrahlen. Die Hohlleiter sind dabei empfindlich gegenüber Verschmutzung und eindringender Flüssigkeit, insbesondere Wasser, da diese zu Störungen der elektromagnetischen Wellen führen können. Bei offenen Hohlleitern, die mit Luft gefüllt sind, kann Betauung zum Eindringen von ungewolltem Wasser führen. Zudem kann eine durch das Wasser hervorgerufene Korrosion der Metallschichten der Hohlleiterinnenwände die Funktionalität beinträchtigen. Dies kann schließlich die Hohlleiterbaugruppe unbrauchbar machen und einen Funktionsausfall des Sensors zur Folge haben.
Als Schutz vor Betauung sind Druckausgleichselemente im Sensorgehäuse bekannt. Bei schnellen Temperaturwechseln ist allerdings ein Feuchteausgleich in kurzer Zeit oft nicht gegeben. Insbesondere, da die Hohlleitbaugruppe eine nicht zu vernachlässigende Masse aufweist und damit eine gleichmäßige Erwärmung aller Bauteile im Sensor nicht gewährleistet ist.
Ferner ist bekannt, Hohlleiter komplett mit Kunststoff auszufüllen, um jegliches Eindringen von Flüssigkeiten und Feststoffen zu verhindern. Der Kunststoff kann allerdings aufgrund der begrenzten Durchlässigkeit für elektromagnetische Wellen zu Verlusten bei den elektromagnetischen Wellen führen.
Bei Hohlleiterantennen ist ein Radom vorgesehen, um die abstrahlenden Flächen vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Steinschlag, Staub, Wasser, Eis und Ähnlichem, zu schützen. Das Radom ist als separates Bauteil ausgebildet, das abgesetzt von der Hohleiterbaugruppe angeordnet wird. Somit muss das Radom extra in dem Sensor verbaut werden.
Offenbarung der Erfindung
In der Hohlleiterbaugruppe ist eine Mehrzahl von Hohlleitern (auch als Hohlwellenleiter bezeichnet) ausgebildet. Die Hohlleiter weisen eine zuvor festgelegte Anordnung auf und jeder Hohlleiter ist ausgebildet, elektromagnetische Wellen von einer Quelle zu zumindest einem Ausgang zu leiten und/oder elektromagnetische Wellen von dem zumindest einen Ausgang zu einem Empfänger zu leiten. Vorzugsweise sind die elektromagnetischen Wellen Radarwellen und die Hohlleiterbaugruppe ist für einen Radarsensor ausgelegt.
Die Hohlleiter sind zumindest teilweise mit einem Schaumstoff ausgefüllt. Der Schaumstoff verhindert das Eindringen von Flüssigkeit in die Hohlleiter. Dadurch wird eine Betauung im Hohlleiter vermieden. Zusätzlich wird damit auch ein Korrosionsschutz bereitgestellt.
Gleichzeitig weist die Hohlleiterbaugruppe ein Radom aus Schaumstoff aus. Das Radom schützt die abstrahlende Fläche der Hohlleiterbaugruppe vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Steinschlag, Staub, Wasser, Eis, chemischen Stoffen oder Ähnlichem, und/oder vor Verunreinigungen, z. B. durch Metallspäne, Kunststoffpartikel oder Ähnlichem, und dichtet die Hohlleiterbaugruppe bzw. die Hohlleiter nach außen hin ab.
Die Schaumstoffe sind aus Kunststoff hergestellt und beeinflussen die Durchlässigkeit der elektromagnetischen Wellen nur wenig, vor allem, wenn es sich um Hochfrequenzwellen im Radarbereich handelt. Dabei ist die Durchlässigkeit abhängig vom Verhältnis zwischen Gas (meist Luft) und Kunststoff, wobei ein geringerer Kunststoffanteil zu einer größeren Durchlässigkeit führt. Demnach sind die Verluste bei den elektromagnetischen Wellen für diese Schaumstoffe klein, insbesondere im Vergleich zu Hohlleitern, die vollständig mit Kunststoff ausgefüllt sind.
Neben den vorstehend genannten Vorteilen hat eine solche Kombination aus mit Schaumstoff gefüllten Hohlleitern und einem Radom aus Schaumstoff noch weitere Vorteile: Die Hohlleiterbaugruppe kann mit geringeren Kosten hergestellt und mit geringerem Aufwand montiert und justiert werden. Zudem werden unerwünschte Reflexionen zwischen dem Radom und der Antenne vermieden.
Zudem kann aufgrund des Korrosionsschutzes durch den Schaumstoff in den Hohlleitern auf passivierende Schutzschichten, wie z. B. Chromatisieren, Nickeloder Goldbeschichtung, im Hohlleiter verzichtet werden. Bei Substraten aus Kunststoff ist eine Kupfer-Beschichtung ausreichend. Dadurch werden Herstellungskosten eingespart und zudem die Zuverlässigkeit erhöht.
Die Hohlleiterbaugruppe kann eine Mehrzahl von Strahlerelementen aufweisen, die als Hohlleiterantennen in der Mehrzahl von Hohlleitern ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Hohlleiterantennen zumindest teilweise mit Schaumstoff gefüllt.
Vorzugsweise wird das Radom durch eine Haut des Schaumstoffs gebildet. Die Haut ist ein Bereich an der Außenseite des Schaumstoffs, der eine größere Dichte, also einen größeren Kunststoffanteil, aufweist. Dadurch ergibt sich ein stabiler und fester Schaumstoff, der geeignet ist, als Radom zu dienen und somit äußeren Einflüssen Stand zu halten, vor allem gegenüber Steinschlag, und die Hohlleiterbaugruppe bzw. die Hohlleiter nach außen hin abzudichten. Die Dicke der Haut wird entsprechend der Anwendung gewählt. Eine zu dicke Haut beeinträchtigt die Durchlässigkeit der elektromagnetischen Wellen. Für Radarwellen ist der Verlust bei einer Hautdicke von unter 0,1 mm zu vernachlässigen. Eine zu dünne Haut bietet keinen ausreichenden Schutz gegenüber den äußeren Einflüssen.
Die Hohlleiterbaugruppe kann zumindest teilweise oder komplett von Schaumstoff umgeben sein, sodass dieser eine Schaumstoffschicht außerhalb der Hohlleiterbaugruppe bildet. Die Haut, die das Radom bildet, ist in diesem Fall auf der Außenseite dieser Schaumstoffschicht gebildet. Die Schaumstoffschicht dient als eine Art Gehäuse, welches die Hohlleiterbaugruppe umgibt. Wenn die Hohlleiterbaugruppe nur teilweise von der Schaumstoffschicht umgeben ist, also diese nur ein Teil-Gehäuse bildet, ist die Schaumstoffschicht bevorzugt zumindest in Abstrahlrichtung angeordnet, sodass in Abstrahlrichtung das Radom gebildet wird. In diesem Fall ist es möglich, eine Leiterplatte nachträglich an die Hohlleiterbaugruppe und in das Gehäuse zu integrieren. Hierfür kann beispielsweise ein Deckel mit einem integrierten Stecker an der der Abstrahlungsrichtung gegenüberliegenden Seite vorgesehen sein.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Schaumstoff nur in den Hohlleitern angeordnet ist. Die Haut, die das Radom bildet, ist dann an zumindest einem Ausgang des Hohlleiters auf dem Schaumstoff gebildet. Als „Ausgang des Hohlleiters“ ist hierin der Bereich, in dem sich der Hohlleiter in die Umgebung öffnet, bezeichnet. Vorzugsweise ist die Haut in den Hohlleiterantennen der Hohlleiter ausgebildet, die den Ausgang des Hohlleiters bilden. Somit ist das Radom am Ausgang des Hohlleiters ausgebildet und der Hohlleiter selbst wird nach außen hin abgedichtet.
Der Schaumstoff kann im Prinzip jede Art von Schaumstoff sein. Bevorzugt ist der Schaumstoff ein geschlossenzelliger Schaumstoff. Die Zellwände sind also geschlossen. Der geschlossenzellige Schaumstoff verhindert durch seinen Aufbau bereits das Eindringen von Flüssigkeit. Vor allem für das Radom und für das obengenannte Gehäuse aus der Schaumstoffschicht sind geschlossenzellige Schaumstoffe von Vorteil, da hier das Eindringen von Flüssigkeit auch weiterhin verhindert wird, wenn die Oberfläche des Schaumstoffs verletzt bzw. durchbrochen (z. B. durch einen Steinschlag oder bei der Montage) ist.
Offenzellige Schaumstoffe, deren Zellwände offen sind, können ebenfalls verwendet werden. Hierbei ist zusätzlich ein dichter Abschluss für alle Hohlleiteröffnungen vorgesehen.
Vorteilhafterweise bestehen der Schaumstoff, der die Hohlleiter ausfüllt, und der Schaumstoff, der das Radom bildet, aus dem gleichen Material mit den gleichen Parametern. Die beiden Schaumstoffe können somit als ein gemeinsamer Schaumstoff betrachtet werden. Folglich kann der Schaumstoff in einem Arbeitsschritt in die Hohlleiterbaugruppe eingebracht werden und gegebenenfalls im gleichen Arbeitsschritt auch die Schaumstoffschicht gebildet werden. Im Ergebnis wird ein einfacher Herstellungsprozess bereitgestellt. Vorzugsweise ist hierbei das Radom wie oben beschrieben als Haut des Schaumstoffs gebildet. Dabei entsteht ein kontinuierlicher Übergang zwischen der Haut und dem restlichen Schaumstoff.
Der Schaumstoff, der die Hohlleiter ausfüllt, und/oder der Schaumstoff, der das Radom bildet, sind insbesondere aus einem Thermoplast hergestellt. Schaumstoffe aus Thermoplasten lassen sich heutzutage mit einem Gasanteil von bis zu 95 % herstellen. Dadurch treten nur geringfügige Verluste bei den elektromagnetischen Wellen auf. Die Verwendung von Thermoplasten als Schaumstoffe ist gut bekannt und ermöglicht eine einfache Herstellung. Beispielswese können Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polyurethan (PU, PUR) sowie Derivate davon als Material verwendet werden. Alternativ können der Schaumstoff, der die Hohlleiter ausfüllt, und/oder der Schaumstoff, der das Radom bildet, aus einem Duroplast hergestellt sein. Schaumstoffe aus Duroplasten können mit einem Gasanteil von bis zu 50 % hergestellt werden. Dadurch werden die Verluste bei den elektromagnetischen Wellen im Vergleich zu komplett mit Kunststoff gefüllten Hohlleitern etwa halbiert. Zudem bieten Duroplasten eine hohe Witterungsbeständigkeit. Beispielsweise können Epoxidharze und Phenolharze als Material verwendet werden.
Die Hohlleiterbaugruppe weist insbesondere eine Antennenebene und eine Verteilnetzwerkebene auf. Die Antennenebene weist die Ausgänge der Hohlleiter und gegebenenfalls die Hohlleiterantennen auf und in der Verteilnetzwerkebene sind die Verbindungen der Hohlleiter ausgebildet. Zudem können weitere Ebenen, wie z. B. eine Speiseebene, welche die Verbindung zu der/den Quelle(n) und/oder zu dem/den Empfänger(n) bereitstellt, vorgesehen sein. Die Hohlleiter sind zumindest in der Antennenebene und in der Verteilnetzwerkebene mit dem Schaumstoff ausgefüllt. Dort führen Betauung und Korrosion zu den größten Problemen. Zusätzlich können die Hohlleiter auch in den weiteren Ebenen, insbesondere in der Speiseebene, mit dem Schaumstoff ausgefüllt sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der Hohlleiterbaugruppe in Abstrahlrichtung eine Strukturierung aufweist. Die Strukturierung dient zur besseren Haftung des Schaumstoffs und ist insbesondere für den Fall, dass der Schaumstoff eine Schaumstoffschicht um die Hohlleiterbaugruppe bildet, von Vorteil. Durch die Strukturierung wird zudem während der Herstellung beim Schäumen sichergestellt, dass sich der Schaumstoff flächig über die Oberfläche verteilt. Zusätzlich kann durch die Strukturierung eine gewünschte Dispersion von einfallenden elektromagnetischen Wellen auf den Sensor erreicht werden.
Auch wenn hier der Schaumstoff zum Ausschäumen der Hohlleiter und zum Ausbilden des Radoms nur für eine Hohlleiterbaugruppe beschrieben wird, kann diese Technik auch auf einzelne Hohlleiterantennen übertragen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Hohlleiterbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Hohlleiterbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine Hohlleiterbaugruppe 1 gemäß je einer Ausführungsform der Erfindung. Die Hohlleiterbaugruppe weist ein Substrat 10 aus Metall oder metallisiertem Kunststoff auf. Das Substrat 10 weist wiederum eine Metallisierung auf. Im Substrat 10 sind Hohlleiter 12 zur Leitung von Radarwellen RW ausgebildet. Zur besseren Leitung der Radarwellen RW weisen die Innenwände der Hohlleiter 12 ebenfalls die Metallisierung auf. Die Hohlleiterbaugruppe 1 ist in mehrere Ebenen gegliedert: In einer Speiseebene SE sind die Hohlleiter 12 mit nicht gezeigten Quellen verbunden. In einer Verteilnetzwerkebene VE verlaufen die Hohlleiter 12 zwischen den Quellen und vorgesehenen Abstrahlpositionen. In einer Antennenebene AE sind Hohlleiterantennen 13 in den Hohlleitern 12 ausgebildet, über die die Radarwellen RW an die Umgebung abgestrahlt werden. Zudem können Radarwellen aus der Umgebung durch die Hohlleiterantennen 13 aufgenommen und über die Hohlleiter 12 zu Empfängern geleitet werden (nicht gezeigt). Erfindungsgemäß sind die Hohlleiter 12 teilweise mit einem Schaumstoff 20 ausgefüllt. Dabei sind die Hohlleiter 12 vor allem in der Antennenebene AE und insbesondere die Hohlleiterantennen 13 vollständig mit Schaumstoff 20 ausgefüllt, um sicherzustellen, dass keine Feuchtigkeit aus der Umgebung eindringen kann. In der Verteilnetzwerkebene VE können die Hohlleiter 12 auch Abschnitte ohne Schaumstoff aufweisen. Je nach Art der Einkopplung der Radarwellen RWaus den Quellen sind die Hohlleiter 12 in der Speiseebene SE ebenfalls vollständig mit Schaumstoff 20 gefüllt.
In Figur 1 ist zudem eine Schaumstoffschicht 21 um die Hohlleiterbaugruppe 1 herum ausgebildet. Die Schaumstoffschicht 21 ist aus dem gleichen Material wie der Schaumstoff 20 in den Hohlleitern 12 und weist die gleichen Parameter auf. Die Schaumstoffschicht 21 kann bei der Herstellung zusammen mit der Einbringung des Schaumstoffs 20 ausgebildet werden. Die Oberfläche des Substrats 10 weist eine nicht gezeigte Strukturierung auf, mit der die Schaumstoffschicht 21 besseren Halt hat. Auf der Außenseite der Schaumstoffschicht 21 , also der Seite, die der Hohlleiterbaugruppe 1 gegenüber liegt, ist eine Haut 22 im Schaumstoff ausgebildet. In der Haut 22 ist der Schaumstoff verdichtet, sodass die Haut 22 als Radom für die Hohlleiterbaugruppe 1 dient. Die Haut 22 schützt somit die Hohlleiterantennen 13 und die Oberfläche der Hohlleiterbaugruppe 1 vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Steinschlag, Staub, Wasser, Eis, chemischen Stoffen oder Ähnlichem, und/oder vor Verunreinigungen, z. B. durch Metallspäne, Kunststoffpartikel und dergleichen, und dichtet die Hohlleiter 12 nach außen hin ab. Die Schaumstoffschicht 21 mit der Haut 22 bildet ein Gehäuse um die Hohlleiterbaugruppe 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaumstoffschicht 21 nicht um die gesamte Hohlleiterbaugruppe 1 herum ausgebildet. Die Rückseite der Hohlleiterbaugruppe 1, also die Seite an der Speiseebene SE ist frei, sodass die Hohlleiter dort mit einer Leiterplatte verbunden werden können.
In Figur 2 ist eine Haut 23 im Schaumstoff 20 direkt an den Ausgängen der Hohlleiterantennen 13 ausgebildet. Die Haut 23 stellt eine Verdichtung des Schaumstoffs 20 dar, sodass die Haut 23 als Radom für die Hohlleiterantennen 13 dient. Die Haut 23 schützt somit die Hohlleiterantennen 13 vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Steinschlag, Staub, Wasser, Eis, chemischen Stoffen oder Ähnlichem, und/oder vor Verunreinigungen, z. B. durch Metallspäne, Kunststoffpartikel oder Ähnlichem, und dichtet die Hohlleiter 12 nach außen hin ab.
Die beschriebenen Schaumstoffe 20, 21 sind geschlossenzellige Schaumstoffe, sodass eine Verletzung der Haut 22, 23 nicht dazu führt, dass Feuchtigkeit eindringen kann. Als Material für die Schaumstoffe wird ein Thermoplast, wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polyurethan (PU, PUR) sowie Derivate davon verwendet. Alternativ wird als Material ein Duroplast, wie z. B. Epoxidharz oder Phenolharz verwendet.

Claims

- 9 - Ansprüche
1. Hohlleiterbaugruppe (1) mit einer Mehrzahl von Hohlleitern (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiter (12) zumindest teilweise mit einem Schaumstoff (20) ausgefüllt sind und die Hohlleiterbaugruppe (1) ein Radom aus Schaumstoff aufweist.
2. Hohlleiterbaugruppe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiterbaugruppe eine Mehrzahl von Strahlerelementen aufweist, die als Hohlleiterantennen (13) in der Mehrzahl von Hohlleitern (12) ausgebildet sind, und dass die Hohlleiterantennen (13) zumindest teilweise mit Schaumstoff gefüllt sind.
3. Hohlleiterbaugruppe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Radom durch eine Haut (22, 23) des Schaumstoffs gebildet ist.
4. Hohlleiterbaugruppe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiterbaugruppe (1) zumindest teilweise, in Abstrahlrichtung von einer Schaumstoffschicht (21) umgeben ist und die Haut (22), die das Radom bildet, auf der Außenseite dieser Schaumstoffschicht (21) gebildet ist.
5. Hohlleiterbaugruppe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haut (23), die das Radom bildet, auf dem Schaumstoff (20) an zumindest einem Ausgang des Hohlleiters (12) gebildet ist.
6. Hohlleiterbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff (20), der die Hohlleiter (12) ausfüllt, und der Schaumstoff, der das Radom bildet, aus dem gleichen Material mit den gleichen Parametern bestehen.
7. Hohlleiterbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffe (20, 21) aus einem Thermoplast oder einem Duroplast hergestellt sind. Hohlleiterbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleiterbaugruppe (1) zumindest eine Antennenebene (AE) und eine Verteilnetzwerkebene (VE) aufweist und dass die Hohlleiter (12) zumindest in der Antennenebene (AE) und in der Verteilnetzwerkebene (VE) mit dem Schaumstoff (20) ausgefüllt sind. Hohlleiterbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Hohlleiterbaugruppe (1) eine Strukturierung aufweist.
PCT/EP2022/074822 2021-09-14 2022-09-07 Hohlleiterbaugruppe mit schaumstoff WO2023041392A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280062156.5A CN117981171A (zh) 2021-09-14 2022-09-07 具有泡沫材料的空心波导组件
KR1020247011989A KR20240055106A (ko) 2021-09-14 2022-09-07 발포체를 구비한 도파관 조립체

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021210122.4 2021-09-14
DE102021210122.4A DE102021210122A1 (de) 2021-09-14 2021-09-14 Hohlleiterbaugruppe mit Schaumstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023041392A1 true WO2023041392A1 (de) 2023-03-23

Family

ID=83439153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/074822 WO2023041392A1 (de) 2021-09-14 2022-09-07 Hohlleiterbaugruppe mit schaumstoff

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20240055106A (de)
CN (1) CN117981171A (de)
DE (1) DE102021210122A1 (de)
WO (1) WO2023041392A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160293557A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 Sony Corporation Package and antenna apparatus including package
DE102018215393A1 (de) * 2018-09-11 2020-03-12 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radarsystem mit einer Kunststoffantenne mit reduzierter Empfindlichkeit auf Störwellen auf der Antenne sowie auf Reflektionen von einer Sensorabdeckung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160293557A1 (en) * 2015-03-30 2016-10-06 Sony Corporation Package and antenna apparatus including package
DE102018215393A1 (de) * 2018-09-11 2020-03-12 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radarsystem mit einer Kunststoffantenne mit reduzierter Empfindlichkeit auf Störwellen auf der Antenne sowie auf Reflektionen von einer Sensorabdeckung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RODRIGUEZ-SOLIS RAFAEL A ET AL: "Slotted polyimide-aerogel-filled-waveguide arrays", 2013 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM (APSURSI), IEEE, 7 July 2013 (2013-07-07), pages 238 - 239, XP032556394, ISSN: 1522-3965, ISBN: 978-1-4799-3538-3, [retrieved on 20140113], DOI: 10.1109/APS.2013.6710780 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117981171A (zh) 2024-05-03
DE102021210122A1 (de) 2023-03-16
KR20240055106A (ko) 2024-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3413020B1 (de) Metallisierter kunststoffantennenentrichter für ein füllstandradar
EP3168580B1 (de) Hornantenne
DE60318123T2 (de) Millimeterwellen-Radar mit nebenkeulenabsorbierendem Radom
DE4420903C1 (de) Antennenscheibe und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP3029770B1 (de) Planarantenne mit abdeckung
DE102016001421A1 (de) Für elektromagnetische Wellen durchlässige Abdeckung
DE102005034011B4 (de) Halbleiterbauteil für Hochfrequenzen über 10 GHz und Verfahren zur Herstellung desselben
EP3281247A1 (de) Fahrzeugantennenscheibe
DE102011084448A1 (de) Radarkuppel mit Trennwand zur Verbesserung der Isolierung zwischen gesendeten und empfangenen Radarwellen einer Radarvorrichtung
EP1217683A2 (de) Mikrowellenfenster
DE102016224936A1 (de) Radarmodul
DE102014014294B4 (de) Stoßfänger für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
DE102014200660A1 (de) Sende- und Empfangseinheit für Radarsignale und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102020209307A1 (de) Radarsensor mit Hohlleiterstruktur
DE102019124454A1 (de) Fluidmesseinrichtung mit einem Fluidgehäuse und Verfahren zur Herstellung eines Fluidgehäuses
DE102015100771A1 (de) Chipträgerlaminat mit Hochfrequenzdielektrikum und thermomechanischem Dämpfer
EP4064454A1 (de) Asymmetrisch aufgebautes radom
DE102013010309A1 (de) Antennenabdeckung und Verfahren zu deren Herstellung
WO2023041392A1 (de) Hohlleiterbaugruppe mit schaumstoff
DE10250375A1 (de) Antennenaufbau für ein Fahrzeug
WO2014090565A1 (de) Füllstandsmessgerät
DE102015222058A1 (de) Gehäuse für Radarsensor
DE102018005597A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Radarabdeckplatte sowie Radarabdeckplatte
EP2486587B1 (de) Hermetisches dichtes hochfrequenz-frontend
WO2015096958A2 (de) Antennen-näherungssensor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22776918

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247011989

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022776918

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022776918

Country of ref document: EP

Effective date: 20240415