CN1652399A - 用于雷达装置的射束路径的成形品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于雷达装置的射束路径的成形品，其具有低电波透射损失且硬度和耐磨性得到提高。用于雷达装置的射束路径的成形品包括由树脂层构成的基体(1)，和设置在该基体的表面上的光亮装饰层(2)，该光亮装饰层由锡或锡合金制成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于保护雷达装置的成形(成型)品，尤其涉及一种用于安装在汽车前格栅后方的雷达装置的射束(波束)路径的成形品。
背景技术
通常，通讯装置、雷达装置及类似装置中发射和接收无线电波的天线在其体部和外围结构的设计方面很少受到限制，因为它们是以功能为优先的。例如，将形状暴露在外的杆状天线用作汽车雷达天线等。可能会希望将天线根据其连接的位置而隐藏起来。例如，在测量汽车前方障碍物和汽车之间距离的雷达系统或类似系统中，优选将天线设置在汽车前部的中间位置以便发挥该天线的最佳性能。在这种情况下，尽管天线可能被安装在汽车前格栅附近，但还是优选将天线设计为从外面不可见。
自动巡航系统涉及用于通过使本车辆加速或减速来控制车辆之间距离的技术，其中安装在该车辆前部的传感器测量前方车辆和本车辆之间的距离和相对速度，基于该信息对节气门和制动器进行控制。近来在用于缓解交通拥挤和减少交通事故的智能交通系统(ITS)中已经将自动巡航系统作为一项核心技术。通常，将无线发射接收装置例如毫米波雷达用作该自动巡航系统的传感器。
如图6所示，安装在汽车上的雷达装置100通常设置在前格栅101的后方。汽车制造商的厂标102或特殊装饰品设置在前格栅101上。该雷达装置的毫米波经由前格栅和厂标向前发射，来自某一物体的反射波经由前格栅和厂标返回到雷达装置。
因此，优选使用低电波透射损失并具有预定外观的材料和涂料来制作前格栅和厂标，尤其是它们位于雷达装置的射束路径内的部位。
如此，通常将无线发射接收装置设置在车辆前格栅的背面后方。然而，很多情况下该前格栅上镀有金属，使得(该装置)很难通过高传导性金属令人满意地发射无线电波。而且，前格栅具有设置了用于吸收空气的气孔的结构，并且前格栅的厚度不均匀。因此，当无线电波经这种前格栅进出时，该电波在前格栅的薄部和厚部的透射速度不同，从而很难获得良好的雷达灵敏度。
由于这些原因，通常在前格栅上对应于无线电波发射接收装置设置位置的部位处设置可透射无线电波的窗口部。在前格栅上设置该窗口部后，无线电波可经该窗口部进出。然而，如果包括该窗口部，则该前格栅的外观就失去连续性而且车辆的外观受到了破坏，因为这时车辆的内部例如该无线电波发射接收装置和布置发动机的区域就都可见了。
因此，常规上通过在前格栅的窗口部插入例如在日本专利公报(公开)No.2000-159039A中所公开的电波透射罩来保持窗口部与前格栅体部之间的整体性。日本专利公报(公开)No.2000-159039A中公开的电波透射罩是通过将多个形成有凹度和凸度的树脂层层叠在一起而形成的。这种遮盖部件可通过位于树脂层之间的沉积有凹度和凸度的金属层而设置压痕(impression)，使得前格栅的翅片部件可连续地存在于电波透射罩中。
将铟用作沉积在这种电波透射罩中的金属。当在沉积部件上沉积铟时，铟不是以均匀薄膜方式沉积在该沉积部件的表面上，而是以微小孤立物(minute insular)方式沉积在该表面上的。换句话说，当铟沉积在该沉积部件上时，该沉积部件表面具有以微小孤立物方式沉积有铟的微小混合体沉积部和没有沉积物的无沉积部。在这种情况下，无线电波可经无沉积部进出，而且由于沉积部具有以微小孤立物方式沉积的铟，该沉积部件的表面从外表看时被认为是具有金属光亮的部件。
然而，由于铟是昂贵的金属材料，使用铟来形成沉积部会增加材料成本。此外，很难平衡地形成沉积部和无沉积部。例如，当所形成的沉积部非常靠近时，会出现无线电波不能令人满意地进出的情况。
日本专利公报(公开)No.2003-252137A公开一种用于制造电波透射罩的方法，以便能利用除铟以外的各种金属材料加工金属膜，并提供一种用于制造无线电波能令人满意地进出其中的电波透射罩。该方法包括以平台方式形成罩基部件的第一步，在该罩基部件的一个表面上形成金属膜使得该金属膜的形状对应于上述翅片部的形状的第二步，通过物理地或化学地去除该金属膜的部分而以孤立物方式形成有光亮部的第三步，以及在形成有该罩基部件的光亮部的平面的上部层上形成透明树脂层的第四步。该电波透射罩设置在车辆的前格栅上，该前格栅具有网状翅片部，而电波发射接收装置设置在该格栅的背面侧。
日本专利公报(公开)No.2000-159039A和No.2000-49522A公开一种薄金属层，该金属层包括沉积在用于雷达装置的射束路径的涂有塑料的部件上从外侧可见的金属部的铟。然而，必须通过形成稳定保护层从而使铟光亮膜层可经受由外力造成的表面剥落或破坏或经受由外部环境例如水或污染的空气引起的腐蚀而确保用于电波透射的光亮设计和耐用的可靠性。
这是由于以下事实：铟是一种非常软的金属材料，其莫氏硬度值为1.2；由于铟基本为金属材料，所以它在上述环境应力下会被腐蚀；必须通过确保铟膜厚度的确定性以便在不使铟膜层的厚度增大到大于所需厚度的情况下实现铟的光亮效果设计而保证其耐用的可靠性，因为基于铟基本是金属材料的事实随着传导损失会出现电波透射损失；因为铟的熔点极低-156℃，所以当随后在树脂成形品上二次形成衬层树脂时，铟层会由于受到熔融树脂的热而熔化，其中该树脂成形品预先在基体表面上形成有膜。
日本专利公报(公开)No.2000-344032A公开一种陶瓷膜，它包括作为保护层以防止表面剥落并确保铟膜防腐蚀的二氧化硅。
发明内容
尽管铟膜由于显示出金属光亮从而适用于作为厂标或类似物的膜，但是问题在于它易于剥落并且缺乏耐用性和耐磨性。而且，由于铟膜基本为金属，所以它可被腐蚀。这样，使用包括二氧化硅的陶瓷膜，该膜的耐用性得到提高而且该膜或涂层可受到保护。然而，包括二氧化硅的陶瓷膜没有色彩，这样不能提供例如具有金属色泽的外观。
考虑到现有技术中的上述问题，本发明的一个目的是提供一种作为产品可长时间具有稳定效果的成形品，该成形品具有用于雷达装置的射束路径的低电波透射损失。本发明的另一目的是提供一种使雷达装置的射束路径显示明亮色彩的成形品。
本发明人发现，上述目的可通过在光亮装饰层使用特定金属并根据本发明来实现。
本发明是一种用于雷达装置的射束路径的成形品。该成形品包括由树脂层构成的基体以及设置在该基体表面上的光亮装饰层，该光亮装饰层由锡或锡合金制成。通过使用由锡或锡合金制成的光亮装饰层，(该光亮装饰层的)硬度和耐磨性与现有技术的铟层相比得到提高。而且，电波透射性与铟层相比也得到提高。
优选地，上述锡和/或锡合金是单独(独自)的锡(Sn)或锡与选自铟(In)、镓(Ga)、锑(Sb)和铋(Bi)中的一种或多种元素形成的合金。
包括上述锡和/或锡合金的光亮装饰层可包括多层。例如，包括上述锡和/或锡合金的光亮装饰层可包括单独的锡层和锡合金层。
用于形成包括上述锡和/或锡合金的光亮装饰层的方法没有限制。具体地说，这些方法例如包括真空膜形成法，例如真空淀积(真空镀膜、蒸发镀膜)法、离子电镀法以及溅射法；蒸气生成法，例如热CVD法、等离子体CVD法、成像CVD法以及MOCVD法；LB(Langmuir-Blodgett)法、无电镀淀积法、溶胶凝胶法等。
优选地，形成包括上述锡和/或锡合金的光亮装饰层的每个层具有1nm至500nm的厚度。更优选地，该厚度为10nm至100nm。
优选地，上述基体由低电波透射损失的透明树脂形成或由低介电损失的透明树脂形成。
根据本发明的用于雷达装置的射束路径的成形品还可包括用于增强色调的不透明树脂层。
根据本发明，提供了一种具有低电波透射损失且其硬度和耐磨性得到提高的用于雷达装置的射束路径的成形品。
附图说明
图1示出根据本发明的用于雷达装置的射束路径的成形品的表面区域的截面图；
图2A-2D示出根据本发明的用于雷达装置的射束路径的成形品的表面区域的另一截面图；
图3示出用于说明电波特性试验方法的视图；
图4示出硬度试验方法的视图；
图5示出耐磨性试验方法的视图；以及
图6示出设置有雷达装置的汽车的概念图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的用于雷达装置的射束路径的成形品表面截面图的示例。基体1的表面上包括透明树脂层、用例如淀积方法设置的包括锡和/或锡合金的光亮装饰层2和用于增强所形成的色调的不透明树脂层3。
图2示出根据本发明的用于雷达装置的射束路径的成形品表面截面图的另一示例。图2A示出本发明的第二示例。本示例的成形品包括基体10和设置在基体10上的光亮装饰层12，该光亮装饰层由锡制成。
图2B示出本发明的第三示例。在本例的成形品中，该光亮装饰层具有多层结构。该成形品包括基体10、设置在基体10上的由锡制成的第一光亮装饰层12，以及设置在第一光亮装饰层12上的由锡或锡合金制成的第二光亮装饰层13。光亮装饰层采用多层结构，可获得显示出金属色泽或彩虹状干涉色的外观。
图2C示出本发明的第四示例。本例的成形品包括基体10和设置在基体10上的由锡合金制成的光亮装饰层14。图2D示出本发明的第五示例。本例的成形品包括基体10、设置在基体10上的由锡合金制成的第一光亮装饰层14，以及设置在第一光亮装饰层14上的由锡制成的第二光亮装饰层15。
由锡制成的光亮装饰层12和15以及由锡合金制成的光亮装饰层13和14可通过真空淀积法形成。优选地，用以形成光亮装饰层的每个层具有1nm(纳米)至500nm的厚度。更优选地，该厚度为10nm至100nm。
通过适当地选择构成由锡制成的光亮装饰层12和15以及由锡合金制成的光亮装饰层13和14的材料类型和层的厚度，就可表现要求的色彩。
基体10由具有低电波透射损失和具有良好介电特性的材料制成。例如，相对介电常数ε’和介电损失tanδ可提供介电特性显示。基体10由透明树脂优选由聚碳酸酯制成。
(实施例)
下面将对本发明的示例和比较示例进行说明。
准备由厚度为3.5mm(毫米)的聚碳酸酯膜基体(基体)制成的试件(比较示例1)。通过在厚度为3.5mm的聚碳酸酯膜基体上真空淀积锡使得锡的厚度为10nm、30nm和50nm而获得光亮膜件(示例)。通过真空淀积铟而非锡使得铟的厚度为10nm、30nm和50nm来获得光亮膜件(比较示例2)。示例中的锡沉积件具有以亮银色效果为特征的外观，这与比较示例2中的铟沉积件相同。
表1示出这些试件。
表1
| 材料 | 膜形成方法 | 膜厚 | 外观 | |
| 比较示例1 | 聚碳酸酯t3.5 | 透明 | ||
| 示例 | 聚碳酸酯t3.5锡 | 真空淀积 | 10nm | 亮银色，略微透明 |
| 30nm | 亮银色 | |||
| 50nm | 亮银色 | |||
| 比较示例2 | 聚碳酸酯t3.5铟 | 真空淀积 | 10nm | 亮银色，略微透明 |
| 30nm | 亮银色 | |||
| 50nm | 亮银色 |
[性能评估]
(电波透射损失)
如图3所示，在76GHz下测量电波透射损失，该频率为应用于汽车上的毫米波雷达的频率。
(膜层硬度测量)
参照图4说明本发明人实施的硬度试验。图4示出铅笔划痕硬度试验方法。如图所示，利用具有约3mm长的铅芯的铅笔在光亮膜的表面上划动。用右手握住铅笔，使铅笔倾斜大约45度，用正好不足以折断铅笔芯的力将铅笔压在光亮膜表面上，并以恒定速度使铅笔向前移动约10mm(毫米)。使用硬度从高到低不等的铅笔，并记录引起光亮膜表面剥落的铅笔的黑度(darkness scale)。使用黑度为9H的最硬的铅笔以及黑度为6B的最软的铅笔进行评估。
(膜层耐磨性试验)
参照图5说明本发明人实施的耐磨性试验。图5示出表面耐磨试验方法。如图所示，试件802固定在试件台801上，并利用摩擦件803摩擦试件802的表面。砝码(配重)806经由支承体805设置在摩擦件803上。施加到摩擦件803尖端的力是9.8N。摩擦件803尖端的球面半径为10mm，并且表面覆盖有帆布(6号)804。
摩擦件803的行程宽度为100mm，且以每分钟50个行程的速率移动。测量在试件表面的膜开始剥落时摩擦件已经完成的行程数。膜的剥落通过视觉来识别。
表2示出测量结果。
表2
| 光亮膜厚(mm) | 膜件性能 | |||
| 毫米波透射损失 | 铅笔硬度 | 耐磨性 | ||
| 示例 | 10 | 0.5 | ||
| 30 | 0.7 | HB剥落，B不剥落 | 在40到50个行程时剥落 | |
| 50 | 0.8 | |||
| 比较示例2 | 10 | 0.7 | ||
| 30 | 0.8 | 5B剥落，6B不剥落 | 在3到5个行程时剥落 | |
| 50 | 0.8 | |||
如表2所示，根据本发明的锡膜件的获得了与现有技术中铟膜件相同的亮银色效果以及毫米波透射损失性能，并提供了可克服铟膜件的问题的坚固的膜层。因此，与现有技术中由铟膜件构成光亮装饰的情况相比较，可通过较简单的材料布置来获得该膜件。较简单的材料布置使得可以提高产量并且可以低价格获得材料。而且，因为铟膜件相当昂贵，所以通过使用低价格的锡材料，该产品的价格可以降低。
Claims (10)
1.一种用于雷达装置的射束路径的成形品，它包括由树脂层构成的基体和设置在所述基体的表面上的光亮装饰层，所述光亮装饰层包括锡和/或锡合金。
2.根据权利要求1所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，所述锡和/或锡合金包括单独的锡(Sn)或锡(Sn)与选自铟(In)、镓(Ga)、锑(Sb)和铋(Bi)中的一种或多种元素形成的合金。
3.根据权利要求1或2所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，包括所述锡和/或锡合金的所述光亮装饰层包括多个层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，包括所述锡和/或锡合金的所述光亮装饰层包括单独的锡层和锡合金层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，包括所述锡和/或锡合金的所述光亮装饰层通过真空淀积形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，形成包括所述锡和/或锡合金的所述光亮装饰层的每个层具有1nm至500nm的厚度。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，形成包括所述锡和/或锡合金的所述光亮装饰层的每个层具有10nm至100nm的厚度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，所述基体由导致低电波透射损失的透明树脂形成。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，所述基体由导致低介电损失的透明树脂形成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于雷达装置的射束路径的成形品，其特征在于，它还包括用于增强色调的不透明树脂层。
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