用于车辆的雷达装置
阅读说明：本技术 用于车辆的雷达装置 (Radar apparatus for vehicle ) 是由 林廷燮 刘韩星 金明济 于 2021-05-11 设计创作，主要内容包括：一种用于车辆的雷达装置,该雷达装置包括：天线,设置在用于车辆的灯的内表面上,并且被配置为发射和接收电磁波；以及信号处理模块,设置在灯中,并且被配置为处理由天线接收的信号,从而可以获得简化结构并且提高设计自由度和空间利用率的有益效果。(A radar apparatus for a vehicle, the radar apparatus comprising: an antenna provided on an inner surface of a lamp for a vehicle and configured to transmit and receive electromagnetic waves; and a signal processing module provided in the lamp and configured to process a signal received by the antenna, so that it is possible to obtain advantageous effects of simplifying a structure and improving a degree of freedom of design and a space utilization rate.)
相关申请的交叉引证
本申请要求于2020年6月9日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2020-0069655的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及一种用于车辆的雷达装置，并且具体地，涉及一种可以具有简化结构并且提高设计自由度和空间利用率的用于车辆的雷达装置。
背景技术
雷达(无线电探测和测距)可以通过产生电磁波、将电磁发送到对象、以及基于由对象反射的电磁波识别对象的距离、方向和高度，来发现周围对象的位置。
根据无线电波的形状，雷达可以大致分为连续波雷达和脉冲波雷达。
作为连续波雷达，存在多普勒雷达、调频连续波(FMCW)雷达和高速斜面FMCW(HFMCW)雷达。作为脉冲波雷达，存在脉冲多普勒雷达和脉冲压缩雷达。
近来，对高分辨率雷达的需求日益加剧，该高分辨率雷达使用毫米波段或亚毫米波段来检测几十米内的对象，并且因此，对高分辨率雷达的研究正持续进行。
能够确定或分析放置在短距离内的对象之间的距离的高分辨率雷达广泛用于工业和军事，并且也用于现实生活中的车辆上。
用于车辆的雷达是实现智能运输系统所需的关键技术。用于车辆的雷达的开发是为了通过检测其它移动或静止的车辆或对象的运动，来防止由于恶劣天气条件或驾驶员的粗心而可能发生的事故。用于车辆的雷达是能够应用于无人驾驶汽车的代表性系统(雷达系统)。
然而，在现有技术中，由于构成雷达的天线模块需要单独制造然后安装在车辆中，因此存在雷达的结构复杂并且设计自由度和空间利用率恶化的问题。
另外，在现有技术中，由于雷达需要安装成暴露于外部以防止由设置在雷达前部的金属部件或金属漆层引起的感测精度恶化，因此存在雷达的安装位置受约束并且雷达暴露于外部导致车辆的设计特性恶化的问题。此外，在现有技术中，由于雷达需要安装在车辆的保险杠或前格栅上，因此存在雷达在发生追尾碰撞时容易损坏的担忧。
因此，近来进行了各种类型的研究以简化雷达的结构并且提高设计自由度和空间利用率，但研究结果仍然不足。因此，需要开发一种可以具有简化的结构并且可以提高设计自由度和空间利用率的用于车辆的雷达装置。
发明内容
本公开致力于提供一种用于车辆的雷达装置，该雷达装置可以具有简化结构并且可以提高设计自由度和空间利用率。
本公开还致力于使雷达能够安装在用于车辆的灯中。
本公开还致力于防止用于车辆的灯的设计特性恶化、提高适销性和提高消费者满意度。
实施例将实现的目的不限于上述目的，并且还包括可以从以下描述的解决方案或实施例中认识到的目的或效果。
在一个方面中，本公开提供了一种用于车辆的雷达装置，该雷达装置包括：天线，设置在用于车辆的灯的内表面上并且被配置为发送和接收电磁波；以及信号处理模块，设置在用于车辆的灯中并且被配置为处理由天线接收的信号。
这是为了简化用于车辆的雷达装置的结构并且提高设计自由度和空间利用率。
也就是说，在现有技术中，由于构成雷达的天线模块需要单独制造然后安装在车辆中，因此存在雷达的结构复杂并且设计自由度和空间利用率恶化的问题。另外，在现有技术中，由于雷达需要安装成暴露于外部以防止由设置在雷达的前部的金属部件或金属漆层引起的感测准确度恶化，因此存在雷达的安装位置受约束并且车辆的设计特性由于雷达暴露于外部而恶化的问题。
然而，根据本公开的实施例，天线设置在用于车辆的灯的内表面上，因此，可以获得使安装雷达所需的空间最小化并且提高设计自由度和空间利用率的有益效果。
根据本公开的实施例，灯可以包括：光源，被配置为产生光；以及外透镜，设置在光源的前方并且被配置为限定外观，并且天线可以设置在外透镜的内表面上。
根据本公开的实施例，天线可以包括形成在外透镜的内表面上的天线图案。
具体而言，天线图案可以由透明电极形成。
这是为了确保天线图案的性能(电磁波发送性能/电磁波接收性能)，并且使由于将天线图案应用到外透镜的内表面上而引起的灯的光分布性能和设计特性的恶化最小化。
也就是说，由于天线图案形成在外透镜的内表面上，因此可以确保空间利用率，并且可以在没有由金属部件或金属漆层引起的信号干扰的情况下发送和接收电磁波。然而，由于天线图案阻挡了从灯发出的光，因此存在由于暴露于外部的天线图案而使灯的光分布性能和设计特性恶化的问题。
相反，根据本公开，由于天线图案由透明电极形成，因此可以获得确保天线图案的性能并且使灯的光分布性能和设计特性的恶化最小化的有益效果。
根据所需条件和设计规范，透明电极可以由各种材料制成。例如，透明电极可以由ITO、IZO、ATO、AZO和金属纳米纤维中的至少任意一种制成。
根据所需条件和设计规范，天线图案可以以各种方式形成。
例如，天线图案可以通过在外透镜的内表面上形成导电薄膜的步骤、在导电薄膜的表面上形成掩模图案的步骤、以及使用掩模图案部分地去除导电薄膜的步骤而形成。
具体而言，天线图案可以形成在外透镜的内表面上，以便与地面垂直。如上所述，由于天线图案形成为与地面垂直，因此可以获得通过天线图案实现的使电磁波发送性能/电磁波接收性能最大化的有益效果。
根据本公开的实施例，信号处理模块可以放置在天线的下方(即，放置在灯中的底部)。如上所述，由于信号处理模块放置在天线的下方，因此可以获得防止由信号处理模块引起的天线性能恶化并且使信号处理模块的对外部的暴露最小化的有益效果。
更具体地，信号处理模块可以放置在光源的下方。
这基于以下事实：在具有密封结构的灯的内部空间中，光源下方的空间中的温度相对低于其它空间(例如，光源与内透镜之间的空间)中的温度。由于信号处理模块放置在光源下方的灯中温度最低的空间里，因此可以获得使信号处理模块的过热最小化并且提高稳定性和可靠性的有益效果。
根据本公开的实施例，天线与信号处理模块可以通过连接构件彼此电连接。
具体而言，可以使用电缆和柔性电路板(FPCB)中的至少任一种作为连接构件。
附图说明
图1是用于解释应用了根据本公开的实施例的用于车辆的雷达装置的车辆用灯的视图。
图2是用于解释根据本公开的实施例的用于车辆的雷达装置的视图。
图3至图7是用于解释根据本公开的实施例的用于车辆的雷达装置的天线制造处理的视图。
图8示出根据本公开的实施例的用于车辆的雷达装置的连接构件。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。
然而，本公开的技术精神不限于本文描述的一些实施例，而是可以以各种不同的形式来实现。在本公开的技术精神的范围内，可以选择性地组合和替换实施例中的一个或多个构成元件。
另外，除非另有具体和明确的定义和陈述，否则在本公开的实施例中使用的术语(包括技术术语和科学术语)可以解释为本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义。常用术语(例如在词典中定义的术语)的含义可以考虑用现有技术的上下文含义来解释。
另外，在本公开的实施例中使用的术语用于解释实施例，而非用于限制本公开。
除非在本说明书的上下文中另外特别指出，否则单数形式也可以包括复数形式。本文描述的“A、B和C中的至少一个(或一个或多个)”的解释可以包括能通过组合A、B和C构成的所有组合中的一个或多个。
另外，例如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语可以用于描述本公开的实施例的构成元件。
这些术语仅用于将一个构成元件与另一构成元件区分开，而构成元件的性质、序列或顺序不受这些术语的限制。
此外，当一个构成元件被描述为“连接”、“耦接”或“附接”到另一构成元件时，一个构成元件可直接连接、耦接或附接到另一构成元件，或通过插入其间的又一个构成元件连接、耦接或附接到另一构成元件。
另外，“一个构成元件形成或放置在另一构成元件上方(上)或下方(下)”的解释不仅包括两个构成元件彼此直接接触的情况，还包括在两个构成元件之间形成或放置一个或多个附加构成元件。另外，“上方(上)或下方(下)”的表述可以包括基于一个构成元件的向下方向以及向上方向的含义。
参照图1至图8，根据本公开的用于车辆的雷达装置100包括：天线110，设置在用于车辆的灯10的内表面上并且被配置为发送和接收电磁波；以及信号处理模块120，设置在用于车辆的灯10中并且被配置为处理由天线110接收的信号。
作为参照，根据所需条件和设计规范，根据本公开的实施例的用于车辆的雷达装置100可以应用于各种车辆(例如，客车或货车)的灯10中，并且本公开不受用于车辆的雷达装置100应用于的车辆的类型的约束或限制。
另外，安装有根据本公开的实施例的用于车辆的雷达装置100的用于车辆的灯10可以主要用于照明功能(例如，前照灯或雾灯)或者用于信号功能(例如，转向信号灯、尾灯、刹车灯或侧标志灯)，并且本公开不受用于车辆的灯10的用途和结构的约束或限制。
例如，根据本公开的实施例的用于车辆的雷达装置100可以安装在车辆的每个前照灯10中，该前照灯10设置在车辆的左前侧和右前侧。
根据所需条件和设计规范，可以对用于车辆的灯10的结构做出各种改变。
例如，参照图1和图2，用于车辆的灯10可以包括：光源20；反射器30，被配置为向前反射从光源20发出的光；内透镜40，被配置为向前透射反射器30反射的光；以及外透镜50，设置在内透镜40的前方并且被配置为限定外观。
根据所需条件和设计规范，可以使用发光二极管(LED，其为半导体发光元件)作为光源20，或者可以使用被配置为发出具有相同颜色或不同颜色的光束的多个LED。根据本公开的另一实施例，可以使用荧光灯、白炽灯或卤素灯作为光源。
反射器30可以具有能够向前反射从光源20产生的光的各种结构，并且本公开不受反射器30的形状和结构的约束或限制。
例如，反射器30可以形成为具有以椭圆弯曲表面或自由弯曲表面的形式形成并且具有反射层(反射表面)的内表面，以便将从光源20产生的光朝向用于车辆的灯10的前方的位置反射。可替代地，反射器30可以具有拥有单个焦点或多个焦点的结构。具体而言，光源20可以放置在反射器30的焦点上或者反射器30的焦点附近。
作为参照，在本公开的实施例中，反射器30向前反射从光源20产生的光的配置可以意味着反射器30在光从用于车辆的灯10发出的方向上反射光。由向前的方向表示的方向可以根据用于车辆的灯10的安装位置和方向而改变。
内透镜40被设置为向前透射反射器30反射的光。
可以使用能够将从光源20产生的光透射到外部的各种类型的透镜作为内透镜40，并且本公开不受内透镜40的类型和结构的约束或限制。例如，可以使用通常的非球面透镜作为内透镜40。
外透镜50设置在内透镜40的前方，以便保护光源20和光源20周围的部件免受湿气、灰尘和外部冲击，并且限定外观。
外透镜50可以由能够透射光的透明或半透明的光透射材料制成，并且本公开不受外透镜50的材料和结构的约束或限制。
天线110设置在用于车辆的灯10的内表面上，以便发射和接收电磁波。
天线110可以具有能够发射和接收电磁波的各种结构，并且本公开不受天线110的结构和要由天线110发射和接收的电磁波的特性的约束或限制。
例如，天线110可以被设置为向周围对象发射具有约10cm至100cm的波长的微波/从周围对象接收具有约10cm至100cm的波长的微波。
具体而言，天线110设置在外透镜50的内表面上，该外透镜50面向内透镜40。
如上所述，由于天线110设置在外透镜50的内表面上，因此不必设置用于安装天线110的单独空间。因此，可以获得简化结构并且提高设计自由度和空间利用率的有益效果。
例如，天线110可以包括形成在外透镜50的内表面上的天线图案112。
根据所需条件和设计规范，天线110可以具有能够发射和接收电磁波的各种天线图案112，并且本公开不受天线图案112的结构和布置的约束或限制。
例如，可以以分组平行线的形式设置天线图案112。在某些情况下，天线图案112可以以单线的形式或以其他形式来设置。
具体而言，天线图案112可以由透明电极形成。
这是为了确保天线图案112的性能(电磁波发送性能/电磁波接收性能)，并且使由于将天线图案112施加到外透镜50的内表面上而引起的灯10的光分布性能和设计特性的恶化最小化。
也就是说，由于天线图案112形成在外透镜50的内表面上，因此可以确保空间利用率，并且可以在没有由金属部件或金属漆层引起的信号干扰的情况下发送和接收电磁波。然而，由于天线图案112阻挡了从灯10发出的光，因此存在由于天线图案112暴露于外部而使灯10的光分布性能和设计特性恶化的问题。
然而，根据本公开，由于天线图案112由具有窄宽度(例如，10μm或更窄的宽度或几十微米的宽度)的透明电极形成，因此可以获得确保了天线图案的性能并且使灯的光分布性能和设计特性的恶化最小化的有益效果。
根据所需条件和设计规范，透明电极可以由各种材料制成，并且本公开不受透明电极的材料的约束或限制。例如，透明电极可以由氧化铟锡(ITO)、氧化锌铟(IZO)、掺锑氧化锡(ATO)、掺Al氧化锌(AZO)和金属纳米纤维(例如银纳米纤维)中的至少任一种制成。
根据所需条件和设计规范，天线图案112可以以各种方式形成。
例如，参照图3至图7，天线图案112可以通过在外透镜50的内表面上形成导电薄膜110’的步骤S10、在导电薄膜110’的表面上形成掩模图案M的步骤S20、以及使用掩模图案M部分地去除导电薄膜110’的步骤S30来形成。
首先，如图4所示，在外透镜50的内表面上形成导电薄膜110’(例如，由银、铜或ITO制成的金属薄膜)。接着，如图5所示，在导电薄膜110’的表面(基于图5的上表面)上形成掩模图案M。接下来，如图6所示，可以通过使用掩模图案M部分地去除导电薄膜110’(例如，通过在掩模图案M未形成的部分上蚀刻)来形成天线图案112。最后，如图7所示，可以在形成天线图案112之后去除掩模图案M。
在以上说明和描述的本公开的实施例中，已经描述了通过上述蚀刻形成天线图案112的示例。然而，根据本公开的另一实施例，可以通过印刷或其他方法将天线图案112模块化到外透镜50的内表面上。
具体而言，天线图案112形成在外透镜50的内表面上，以便与地面垂直。
如上所述，由于天线图案112形成为与地面垂直，因此可以获得通过天线图案112实现的使电磁波发送性能/电磁波接收性能最大化的有益效果。
参照图1和图2，信号处理模块120设置在用于车辆的灯10中，以便分析和处理由天线110发送和接收的信号，并且控制天线110。
处理器120可以包括处理存储在存储器和/或存储空间中的指令的中央处理单元(CPU)或半导体器件。存储器和存储空间可以包括各种类型的易失性或非易失性的存储介质。例如，存储器可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
具体而言，信号处理模块120放置在天线110的下方(放置在灯10中的底部)。如上所述，由于信号处理模块120放置在天线110下方，因此可以获得防止由信号处理模块120引起的天线110性能恶化并且使信号处理模块120的对外部的暴露最小化的有益效果。
更具体地，信号处理模块120放置在光源20的下方。
这基于以下事实：在具有密封结构的灯10的内部空间中，光源20下方的空间中的温度相对低于其它空间(例如，光源20与内透镜40之间的空间)中的温度。由于信号处理模块120放置在光源20下方的灯10中温度最低的空间里，因此可以获得使信号处理模块120的过热最小化并且提高稳定性和可靠性的有益效果。
同时，参照图2和图8，天线110和信号处理模块120可以通过连接构件130彼此电连接。
具体而言，柔性可弯曲电缆和柔性电路板(FPCB)中的至少任一种可以用作连接构件130，并且本公开不受连接构件130的类型和结构的约束或限制。
例如，参照图8，可以使用柔性电路板作为连接构件130，该连接构件130的一端可以电连接到天线图案112，并且连接构件130的另一端可以电连接到信号处理模块120。
连接构件130与天线图案112(或信号处理模块)可以通过连接器、导电胶、焊接、导电钩等彼此电连接，并且本公开不受连接构件130与天线图案112(或信号处理模块)之间的电连接结构的约束或限制。
例如，连接器114和连接器124可以分别连接到连接构件130的一端和另一端，并且当连接器114和连接器124耦接到分别连接到天线110和信号处理模块120的端子部分(未示出)时，天线110和信号处理模块120可以彼此电连接。
根据如上所述的本公开的示范性实施例，可以获得简化结构并且提高设计自由度和空间利用率的有益效果。
具体而言，根据本公开的实施例，由于雷达设置在用于车辆的灯的内表面上，因此可以获得使安装雷达所需的空间最小化并且提高设计自由度和空间利用率的有益效果。
另外，根据本公开的实施例，可以获得防止用于车辆的灯的设计特性恶化、提高适销性和提高消费者满意度的有益效果。
虽然上文已对实施例进行了描述，但这些实施例仅仅是说明性的，并不旨在限制本公开。本领域的技术人员可以理解，在不脱离本实施例的本质特征的情况下，可以对这些实施例进行上文并未描述的各种修改和改变。例如，可以修改然后实施在实施例中具体描述的各个构成元件。此外，应当理解，与修改和改变相关的差异包括在由所附权利要求限定的本公开的范围中。