背光雷达保护装置
阅读说明：本技术 背光雷达保护装置 (Backlight radar protection device ) 是由 弗雷德里克·史泰布罗 阿莱丁·兰度尔斯 于 2020-02-25 设计创作，主要内容包括：一种机动车辆的雷达(2)保护装置(1),其包括由对于雷达波和可见光均透明的材料形成的主体(12)、对于光不透明但对于雷达波(4)透明的支承件(14),和布置在所述支承件(14)与所述主体(12)之间的发光元件(18),在所述支承件(14)与所述主体(12)之间设置有气腔(16),所述支承件(14)和所述主体(12)在它们的边缘上优选地以密封的方式相互组装,其中,所述腔(16)的厚度介于1/2雷达波波长至12倍雷达波波长之间,即大约2mm至48mm之间。(A radar (2) protection device (1) for a motor vehicle, comprising a body (12) formed of a material transparent to both radar waves and visible light, a support (14) opaque to light but transparent to radar waves (4), and a light emitting element (18) arranged between the support (14) and the body (12), an air cavity (16) being provided between the support (14) and the body (12), the support (14) and the body (12) being assembled to each other on their edges, preferably in a sealed manner, wherein the thickness of the cavity (16) is between 1/2 radar wave wavelengths and 12 radar wave wavelengths, i.e. between about 2mm and 48 mm.)
技术领域
本发明涉及配备有雷达的机动车辆的领域，更具体地说，涉及用于遮挡和保护这样的雷达的装置(也称作“雷达罩”)的领域。
根据本发明的装置尤其适用于布置在车辆的前或后保险杠中的、例如ACC类型的雷达。
背景技术
尤其是出于安全原因，已知给机动车辆配备例如ACC(英文术语为“AdaptiveCruise Control”)类型的雷达。这样的雷达尤其用于根据道路上的交通和/或障碍调节车辆速度。雷达检测其承载车辆前方的物体的速度和距离，以便尤其是在车辆之间保持安全距离。
根据它们的功能，雷达安装在车辆的前部或后部面上。为了隐藏这些雷达，无论是为了保护它们免受外部侵扰(雨水、冰、霜、污泥、昆虫、树叶等)还是出于美观原因，已知使用“雷达罩”，即包括布置在雷达前方的塑料遮罩的保护零件。
这样的塑料遮罩让雷达波以尽可能小的衰减通过，以免干扰雷达自身的运行。
已经在申请US2014/0218263中提出了一种由两个塑料制成的板构成的经过装饰的雷达罩。在该雷达罩中，在板中的一个上已经气相沉积了装饰性金属层，以显示出装饰性图案。该装饰方式的缺陷在于仅当车辆被光照时、尤其是在日光下时，才可见。
还由专利JP5132656已知一种雷达罩，其所有零件对于雷达波透明。该雷达罩包括徽标(装饰性元件)和框架，并且它还包括连接到布置在徽标与框架之间的光源的光导。框架对于雷达波透明但对于可见光不透明，框架面向光导暴露的表面是反射性表面。此外，徽标在其某些部分中对于光透明，以使得当其被背光照亮时能够让图案显现。背光照明由LED驱动的光导来提供，该光导由矩形树脂板构成，在其后部面上包括特定形状的V形凹槽，这些凹槽具有使光均匀漫射所必需的特定形状。该光导是复杂的，此外，这意味着槽的形状也设计为避免干扰雷达波的传输。
发明内容
本发明的目的在于通过提供一种借助于发光元件的背光照明的雷达罩，弥补现有技术中背光照明的经过装饰的雷达罩的缺陷，该发光元件无论是在发光元件方面还是在雷达罩整体方面，都不要求任何复杂的实施，在产生有效背光照明的同时，确保令人满意的雷达波传输。
为了该效果，本发明的主题在于一种机动车辆的雷达保护装置，其包括由对于雷达波和可见光透明的材料形成的主体、对于光不透明但对于雷达波透明的支承件，和布置在支承件与主体之间的发光元件，其中，在支承件与主体之间设置有气腔，支承件和主体在它们的边缘上优选地以密封的方式相互组装，并且其中，腔的厚度介于1/2雷达波波长至12倍雷达波波长之间，即大约2mm至48mm之间。设置气腔是有利的，这是因为它允许更好地传输雷达波，并且还因为它使得雷达保护装置的制造更容易，尤其是避免发光元件在制造期间受损。此外，本发明人进行的测试表明，对于上述范围内的气腔厚度，雷达波的透射率更高。
有利地，气腔的厚度为雷达波波长的1至2倍，即大约4mm至8mm。在该区间中，雷达波的透射率最优。
所述保护装置可以另外还包括单独或组合地采用的一个或多个以下特征：
-发光元件位于气腔中并布置在支承件上，并且发光元件仅部分地覆盖支承件的表面。
-发光元件对于雷达波透明。当发光元件布置在雷达前方时，该特征特别有利。
-发光元件包括光纤。光纤具有对例如弯曲或由凸起构成的形状的良好适应性。而且，使用光纤的亮度(对于10x400mm的表面，每平方米1600烛光(cd.m-2))比使用现有技术已知的亮度大约为200cd.m-2的平光导的更高。因此，使用光纤能够在相同强度的光源下产生更为明亮的发光装饰元件。传统地，认为雷达罩的厚度或构成雷达罩的层的厚度的均匀性对于实现雷达罩功能是非常重要的。在由光纤构成的光导中，其厚度不是均匀的(并排布置的柱体)，并且表面也不是光滑的。因此在雷达罩中使用光纤作为光导是非自然的，因为会假定光纤会衰减雷达波。此外，可能表现出不同特性和不同厚度的异质材料的存在，会让人觉得包括这样的光导的雷达罩不会具有均匀的特性。本发明人已证实光纤具有与机动车辆制造商要求兼容的雷达波衰减。可选地，光纤布置成片(层)状或股状。
-发光元件包括有机发光二极管(OLED)。OLED可形成厚度小且具有良好的发光均匀性的发光面板。这些面板一般是柔性的。
-发光元件布置在支承件的端部处。优选地，发光元件由LED构成。由此，雷达波的传输完全不受发光元件存在的干扰。在该情况下，整个腔被布置在支承件端部上的LED照亮。
-主体局部地被对于光不透明但对于雷达波透明的覆层覆盖，形成装饰性图案。由此，装饰的边缘被与装饰形状匹配的光晕照亮。
-所述保护装置的总厚度大致恒定、并小于或等于6mm。这允许保持良好的对于雷达波的透明性。
-主体的内部面大致平坦。这允许简化装置制造。
-主体的内部面包括凹凸部，该凹凸部构造为以使得能够改善保护装置的美观效果。
-装饰覆层具有金属化外观。其外观由此与机动车辆常见美观外观和谐。
-装饰覆层是通过颜色或纹理化处理获得的。
装饰覆层是通过本领域技术人员已知的技术获得的，例如烫印技术(在印刷过程中将膜压抵在表面上)，或通过包覆模制金属化膜(例如通过预先沉积提供金属外观的薄覆层，该层大约为0.5μm)，或通过施加铬漆，或通过气相沉积(“Physical VapourDeposition”，PVD)例如铟、金、锡的金属的技术。由于铟、金，和锡不干扰雷达波传输，使用这些技术和这些材料能够赋予雷达罩金属化外观。这些不同技术的另一优点在于能够获得非常薄的厚度、并且确保当光源被激活时覆层对于光的透明性，同时确保当光源熄灭时覆层通过反射环境光遮挡光源。
光导由一个或多个塑料膜构成，例如由挤出聚碳酸酯制成的透明的膜，其具有大于或等于90％的根据ISO 13468-2标准的传输率和1.584的根据ISO 62标准的折射率。
光纤能够连接到位于面对雷达传输区域的区域外部的光源。该布置能够避免干扰雷达运行。
支承件和主体由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，支承件不透明，主体透明。
支承件由ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯)或ABS-PC(丙烯腈丁二烯苯乙烯/聚碳酸酯)制成。主体由聚碳酸酯制成。
不透明支承件是对于光和雷达波透明的部件，其优选地通过注射获得，在其上倾注或包覆注射了对于光不透明但对于雷达波透明的树脂。该不透明树脂可以是聚氨酯。
本发明的主题还在于一种用于组装所述保护装置的方法，其包括以下步骤：
将发光元件安装在支承件的内部面上；
通过任何合适的方式，例如通过胶合，密封地组装主体和支承件。
该组装方法可另外还包括单独或组合地采用的一个或多个以下步骤：
将装饰覆层沉积在主体的内部面上；
将支承件的内部面上的发光元件封装在树脂中；
通过注射对于光和雷达波透明的部件，并优选地在安装发光元件和沉积装饰覆层的步骤之后，在该部件的外部面上施加对于光不透明但对于雷达波透明的树脂，以制造不透明的支承件。
填充在由透明部件、装饰覆层和发光元件构成的组件的背面的不透明材料能够在比注射透明材料更低的温度和压强下浇注。由此，通过在安装光导和沉积装饰覆层之后用不透明树脂覆盖支承件，能够不损坏透明部件，并且保持光导和装饰覆层的布置定位和光学质量。
附图说明
阅读以下仅作为示例提供的参照附图做出的说明，将更好地理解本发明，在这些附图中：
图1是包括根据本发明的一个实施方式的雷达保护装置的机动车辆的前部面的立体视图。
图2是根据第一实施方式的机动车辆的雷达保护装置的侧剖面，其中，发光元件部分地覆盖支承件。
图3是根据图2的实施方式的机动车辆的雷达保护装置的局部的放大的侧剖面。
图4是本发明的第二实施方式的侧剖面，其中，发光元件是布置在支承件端部处的LED。
具体实施方式
在图1至3中示出了根据本发明的第一实施方式的机动车辆的雷达保护装置，其用附图标记1来指示。
图1示意性且非限制性地示出该雷达保护装置处于车辆前部面上的位置。
图2和3示出雷达2的保护装置1的第一实施方式。在本说明书下文中，“雷达罩”这个词用作“保护装置”的同义词。雷达2布置在保护装置1的后方。雷达2发射或接收的雷达波3穿过雷达罩1。雷达罩1包括在此示出为大致平坦的板的主体12，但该形状仅是示意性的而非限制性的。例如，主体12可在其它实施方式中是弯曲的。雷达罩还包括支承件14。主体12和支承件14在它们各自的边缘上相互组装。该组装优选地是密封的。密封是通过任何本领域技术人员已知的合适方式实现的，例如通过胶合。在支承件14上固定有发光元件18。
在主体12与支承件14之间设置有气腔16。该气腔16的存在带来多个优点。一方面，它使得能够容易地制造雷达罩1，同时避免在该制造过程中损坏发光元件18的风险。另一方面，它使得雷达罩1能够更好地传输雷达波。当气腔16的厚度在雷达波1/2波长至12倍雷达波波长之间时，气腔16的存在进一步增强了雷达波的传输。在机动车辆中使用的雷达的频率一般为77GHz，因此它们的波长大约为4mm。由此，有利的是，气腔16的厚度为2mm至48mm。当气腔16的厚度为雷达波波长的1至2倍，即4mm至8mm时，雷达波在雷达罩1中的传输是最优的。
在一个实施方式中，发光元件18包括光纤。光纤可以由塑料制成，例如由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或其它的聚合物制成，或由玻璃制成。光纤可使用常用的纺织丝线编织，例如聚酯，以形成发光织物层(或片)。本发明人实施的测试证实了这样的光纤对雷达波透明。包括光纤的发光元件18因此不干扰雷达的运行。光纤可由一个或多个LED构成的光源供给。有利地，所述一个或多个光源偏置于不被雷达波覆盖的区域以免干扰它们的传输。
在另一实施方式中，发光元件18包括OLED(有机发光二极管)。发光元件18可例如是柔性发光面板。OLED优选地对于雷达波透明。
在又一另一实施方式中，发光元件18是由膜构成的光导，该膜由挤出聚碳酸酯透明塑料制成，其具有大于或等于90％的根据ISO13468-2标准的光传输率和1.584的根据ISO62标准的折射率。
这些光导是漫射性的，即光的出射表面由光导的侧部面形成。由此，光从光导中沿着大致径向的方向出射，并且所输送的光通量在光导的漫射性部分的出射表面的任何点处大致恒定。
主体12由对于可见光和雷达波透明的聚合物材料制成。非穷尽地，该材料可选自PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰胺、共聚酯(copolyester)、丙烯腈丁二烯苯乙烯、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯丙烯腈、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯和聚碳酸酯的混合物、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸的混合物。
在图2中可见的一个实施方式中，主体12的内部面122大致光滑，这简化制造。
在图3中可见的另一实施方式中，主体12的内部面122包括凹凸部126。该凹凸部构造为改善雷达罩1的美观渲染。
在图4中可见的另一实施方式中，发光元件18偏置于支承件14的端部上。在该实施方式中，发光元件18照亮整个气腔16。优选地，发光元件18是LED。
在某些情况下，期望在雷达罩1上获得当其被背光照亮时显现装饰元素或图案。在该实施方式中，在主体12上，优选地为了更好耐久性，在其内部面122上，形成有装饰覆层或膜124。装饰覆层124可以设计为具有金属化外观。它可通过烫印(“hot stamping”)技术来获得。也可使用金属化膜的包覆模制，或铬漆。最后，也可使用气相沉积(“Physical VapourDeposition”，PVD)技术。由此可沉积例如铟、金或锡的金属。
在一个实施方式中，支承件14由对于可见光不透明但对于雷达波透明的聚合物材料制成。非限制性地，该聚合物材料可以是聚碳酸酯(PC)、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、共聚酯，或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、ASA、ABS-PC，以及它们的混合物，例如共聚物。
优选地，支承件14是黑色的。
支承件14和主体12一般通过注射模制合适的聚合物材料制成，该聚合物材料非限制性地选自上述聚合物材料。然后组装各个构件。
在一个组装步骤中，发光元件18固定在支承件14的内部面上，例如通过胶合或通过机械方式。
然后，在另一步骤中，通过任何合适方式，优选地以密封的方式，组装主体12和支承件14，例如通过胶合它们各自的边缘，或通过可能包括密封件的机械固定。
在一个实施方式中，在主体12的内部面122上，一般根据上述技术中的一种(烫印、膜包覆模制、铬漆、PVD)，沉积装饰覆层124。当然，装饰覆层124的沉积在组装主体12和支承件14之前进行。
在一个实施方式中，发光元件18在其固定在支承件14内部面上之后封装在树脂中。这允许改善其耐久性。
在一个实施方式中，不透明的支承件14是通过以下方式获得的：注射对于光和雷达波透明的塑料，接着，优选地在安装发光元件18和沉积装饰覆层124的步骤之后，在由此获得的透明零件的外部面上施加对于光不透明但对于雷达波透明的树脂。
由此，不透明树脂填充在由透明部件、装饰覆层和发光元件构成的组件的背面，不透明树脂可以在比注射透明树脂的温度更低的温度和压强下浇注。由此，通过在安装发光元件和沉积装饰覆层之后用不透明树脂覆盖支承件，能够不损坏透明部件，并保持发光元件和装饰覆层的布置定位和光学质量。
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