用于汽車?yán)走_(dá)傳感器的柔性人工阻抗表面天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及一種改進(jìn)的汽車?yán)走_(dá)天線設(shè)計(jì)，并且更具體而言，涉及一種具有人工阻抗表面的柔性、可印制的雷達(dá)天線設(shè)計(jì)，其中，所述天線具有足夠大的孔面積以顯著地改進(jìn)雷達(dá)角分辨率，并且所述天線足夠柔性以可安裝在車輛保險(xiǎn)杠、車身板件、玻璃或其他表面的內(nèi)表面或外表面上。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)技術(shù)的描述
隨著例如車道偏離警告和碰撞警告/避免之類的駕駛員輔助系統(tǒng)已得到普及，車載雷達(dá)系統(tǒng)已變得非常普遍。到現(xiàn)在為止，不僅在生產(chǎn)傳感器和將它們組裝到車輛中的成本方面，而且在車輛的美學(xué)方面，雷達(dá)傳感器在車輛上的封裝一直是成問題的。
[0003]傳統(tǒng)的雷達(dá)傳感器是傳感器制造商所生產(chǎn)的三維柱狀體，其包括外殼、內(nèi)部部件、孔、密封條(weather seal)等。然后，這樣的雷達(dá)傳感器必須在最終車輛組裝期間被結(jié)合到車輛中，這經(jīng)常包括使用支架或殼體將傳感器保持就位，在保險(xiǎn)杠面板(bumper fascia)或其他表面中設(shè)置開口用于雷達(dá)傳感器孔以及相關(guān)聯(lián)的處理和對(duì)齊的過程步驟。傳統(tǒng)的雷達(dá)傳感器的制造及其到車輛中的組裝二者給車輛增加了成本。
[0004]此外，在于保險(xiǎn)杠面板或其他車輛車身表面中設(shè)置開口用于雷達(dá)傳感器孔方面存在不期望的美學(xué)效果。車輛造型設(shè)計(jì)師和客戶將更偏好在車輛車身表面中不具有這些洞。
[0005]到現(xiàn)在為止，還沒有辦法避免車輛上的多個(gè)笨重的雷達(dá)傳感器的成本和負(fù)面美學(xué)，而不放棄雷達(dá)信號(hào)質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了一種用于汽車?yán)走_(dá)應(yīng)用的柔性、可印制的天線。所述天線能夠被印制到薄的柔性基底上，并且因此，能夠彎曲以符合具有復(fù)合曲率(compoundcurvature)的車輛車身表面。所述天線能夠被安裝到車身表面(例如，保險(xiǎn)杠面板)的內(nèi)部，在那里它無法被看到但能夠向遠(yuǎn)處(afield)傳輸雷達(dá)信號(hào)。所述天線還能被安裝到不顯眼的車身表面的外部并且融入到所述表面中，并且甚至能夠被制成透明的并安裝到玻璃表面的內(nèi)部或外部。所述天線包括基于天線被安裝到的表面的三維形狀和期望的雷達(dá)波形來定制的人工阻抗表面。所述天線能夠被用于使用22-29 GHz和/或76-81 GHz雷達(dá)的汽車防撞應(yīng)用，并且具有大的孔徑以支持高角分辨率的雷達(dá)數(shù)據(jù)。
[0007]本發(fā)明還包括下述方案:
1.一種汽車?yán)走_(dá)天線，包括:
半導(dǎo)體芯片，其配置成執(zhí)行所述天線的主動(dòng)功能，所述主動(dòng)功能包括電信號(hào)的放大、相移和切換；
布置成創(chuàng)建阻抗圖案的金屬貼片的陣列，所述阻抗圖案由發(fā)射越過所述金屬貼片的陣列的表面波產(chǎn)生期望的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖，其中，所述表面波通過來自所述半導(dǎo)體芯片的電信號(hào)提供；
柔性基底；以及柔性金屬接地面，
其中，所述天線被安裝到車輛的表面，并且所述金屬貼片的陣列被設(shè)計(jì)成基于所述天線當(dāng)安裝到所述車輛的表面時(shí)的形狀來提供所述期望的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖。
[0008]2.如方案1所述的天線，其特征在于，所述基底包括介電層，所述介電層包括具有2.0或更高的介電常數(shù)的材料，所述金屬接地面被應(yīng)用于所述介電層的底表面，并且所述金屬貼片的陣列被應(yīng)用于所述介電層的頂表面。
[0009]3.如方案1所述的天線，其特征在于，所述基底包括具有1.1或更低的介電常數(shù)的材料，所述金屬貼片的陣列被應(yīng)用于聚酰亞胺材料，并且所述天線被安裝到具有2.0或更高的介電常數(shù)的汽車車身板件的內(nèi)表面。
[0010]4.如方案3所述的天線，其特征在于，所述金屬貼片的陣列位于所述車身板件和所述基底之間，所述金屬接地面位于所述基底的與所述金屬貼片的陣列相對(duì)的一側(cè)上，所述聚酰亞胺材料具有小于0.05 mm的厚度，并且所述基底具有至少3 mm的厚度。
[0011]5.如方案1所述的天線，其特征在于，所述車輛的表面和所述天線的形狀具有復(fù)合曲率。
[0012]6.如方案1所述的天線，其特征在于，所述天線具有至少10，000 mm2的孔尺寸，
并且被安裝到保險(xiǎn)杠面板的內(nèi)表面。
[0013]7.如方案1所述的天線，其特征在于，所述天線被安裝到汽車車身板件或結(jié)構(gòu)部件的外表面。
[0014]8.如方案1所述的天線，其特征在于，所述天線是透明的，并且被安裝到窗、前燈或尾燈的內(nèi)表面。
[0015]9.如方案1所述的天線，其特征在于，所述天線是透明的，并且被安裝到窗、前燈或尾燈的外表面。
[0016]10.如方案1所述的天線，其特征在于，所述天線是在22-29 GHz或76-81 GHz的頻率范圍中操作的目標(biāo)檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)的一部分。
[0017]11.如方案10所述的天線，其特征在于，所述目標(biāo)檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)給所述車輛中的防撞系統(tǒng)提供目標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0018]12.如方案1所述的天線，還包括將所述半導(dǎo)體芯片連接到所述金屬貼片的陣列的一組導(dǎo)電條，其中，所述導(dǎo)電條將表面波從所述半導(dǎo)體芯片饋給到所述金屬貼片的陣列。
[0019]13.一種汽車?yán)走_(dá)天線，包括:
半導(dǎo)體芯片，其配置成執(zhí)行所述天線的主動(dòng)功能，所述主動(dòng)功能包括電信號(hào)的放大、相移和切換；
布置成創(chuàng)建阻抗圖案的金屬貼片的陣列，所述阻抗圖案由發(fā)射越過所述金屬貼片的陣列的表面波產(chǎn)生期望的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖，其中，所述表面波通過來自所述半導(dǎo)體芯片的電信號(hào)提供；
將所述半導(dǎo)體芯片連接到所述金屬貼片的陣列的一組導(dǎo)電條，其中，所述導(dǎo)電條將表面波從所述半導(dǎo)體芯片饋給到所述金屬貼片的陣列；以及
柔性基底，其包括介電層和金屬接地面，所述介電層包括具有2.0或更高的介電常數(shù)的材料，所述金屬接地面應(yīng)用于所述介電層的底表面，其中，所述金屬貼片的陣列和所述一組導(dǎo)電條被印制到所述介電層的頂表面上，
并且其中，所述天線被安裝到車輛的表面，并且所述金屬貼片的陣列被設(shè)計(jì)成基于所述天線當(dāng)安裝到所述車輛的表面時(shí)的形狀來提供所述期望的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖。
[0020]14.如方案13所述的天線，其特征在于，所述天線被安裝到汽車車身板件或裝飾部件的內(nèi)表面或外表面。
[0021]15.如方案13所述的天線，其特征在于，所述天線是透明的，并且被安裝到窗、前燈或尾燈的內(nèi)表面或外表面。
[0022]16.一種汽車?yán)走_(dá)天線，包括:
半導(dǎo)體芯片，其配置成執(zhí)行所述天線的主動(dòng)功能，所述主動(dòng)功能包括電信號(hào)的放大、相移和切換；
布置成創(chuàng)建阻抗圖案的金屬貼片的陣列，所述阻抗圖案由發(fā)射越過所述金屬貼片的陣列的表面波產(chǎn)生期望的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖，其中，所述表面波通過來自所述半導(dǎo)體芯片的電信號(hào)提供；
柔性基底；
柔性金屬接地面；以及
當(dāng)作覆蓋物的汽車車身板件，其中，包括所述半導(dǎo)體芯片、所述金屬貼片的陣列、所述基底和所述金屬接地面的子組件被安裝到所述車身板件的內(nèi)表面，并且所述金屬貼片的陣列被設(shè)計(jì)成基于所述天線當(dāng)安裝到所述車身板件時(shí)的形狀來提供所述期望的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖。
[0023]17.如方案16所述的天線，其特征在于，所述基底包括具有1.1或更低的介電常數(shù)的泡沫材料，所述金屬貼片的陣列被應(yīng)用于聚酰亞胺材料，并且所述車身板件具有2.0或更高的介電常數(shù)。
[0024]18.如方案17所述的天線，其特征在于，所述金屬貼片的陣列位于所述車身板件和所述基底之間，所述金屬接地面位于所述基底的與所述金屬貼片的陣列相對(duì)的一側(cè)上，所述聚酰亞胺材料具有小于0.05 mm的厚度，并且所述基底具有至少3 mm的厚度。
[0025]19.如方案16所述的天線，其特征在于，所述車身板件和所述天線的形狀具有復(fù)合曲率。
[0026]20.如方案16所述的天線，其特征在于，所述天線是在22-29 GHz或76-81 GHz的頻率范圍中操作的目標(biāo)檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)的一部分，并且所述目標(biāo)檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)給車輛中的防撞系統(tǒng)提供目標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0027]通過下面的描述和所附權(quán)利要求并結(jié)合附圖，本發(fā)明的另外的特征將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0028]圖1是包括能夠用于目標(biāo)檢測(cè)的正面雷達(dá)傳感器的車輛的頂視圖；
圖2是能夠在圖1的車輛上使用的人工阻抗表面天線的示意圖；
圖3是如何能夠通過在基底上印制金屬貼片的矩陣來創(chuàng)建圖2中所示的天線的人工阻抗表面