CN111344902A - 毫米波雷达用罩 - Google Patents

Abstract

提供一种毫米波雷达用罩，其能够实现毫米波雷达的电磁波(毫米波)的有效利用并能够充分抑制不需要的电磁波辐射。毫米波雷达用罩(1)收纳包括天线(30)和驱动天线(30)的电子电路(40)的毫米波雷达，并包括保护毫米波雷达且为使从天线(30)发射的毫米波透射而设于毫米波雷达正面的第一部位(A)、和具有将第一部位(A)除外用于收纳天线(30)及电子电路(40)的收纳空间的第二部位(B)，第一部位包括层叠构造体(10)，该层叠构造体(10)由在毫米波的频带中具有负的相对介电常数的第一结构件(11)与在毫米波的频带中具有正的相对介电常数的第二结构件(12)层叠至少一层以上而成，层叠构造体(10)以毫米波的电磁波的发射源为中心朝向从发射源离开的方向呈凸状弯曲。

Description

毫米波雷达用罩

技术领域

本发明涉及毫米波雷达用罩，例如涉及收纳能够实现机动车等的自动行驶的车载用毫米波雷达的毫米波雷达用罩。

背景技术

以往，在车载用的毫米波雷达中，由接收发射电磁波的天线、和包括驱动该天线的驱动电路及电源的电子电路构成。

接收发射电磁波的天线的大小(尺寸)虽然也依赖于天线的形式，但是在多数情况下，电磁波的频率越高则波长越短，因此对于相同形式的天线而言频率越高则波长越小。另外，作为电子电路，由于半导体技术的进步而不断集成化、微细化，不限于该领域，正在急速小型化。

与此相对，在以往的低频率的雷达制品、和/或半导体技术还没那么进步的时代的电子电路搭载制品中，天线及电子电路的大小(尺寸)大，因此天线及电子电路置于不同壳体，即使置于同一壳体，天线及电子电路在壳体内也多是独立配置。

提出了下述这样的雷达罩，其通过毫米波雷达的电子结构部件、即天线及电子电路的小型化而能够将这些天线及电子电路收纳到同一壳体内(例如参照专利文献1)。

这样，天线及电子电路变得能够收纳到同一壳体内、或者以接近的状态搭载，因此，难以将天线与电子电路在物理上分隔区分，天线与电子电路的边界逐渐变得不清晰。

另一方面，在收纳这些毫米波雷达的结构部件的壳体的设计方面，从电磁波(毫米波)的有效利用的观点、以及电子器件所要求的抑制不需要的电磁波辐射的观点出发，需要考虑壳体的电磁波传播特性。

如以往那样，在天线及电子电路置于不同壳体、或者互相独立地配置的情况下，可以考虑毫米波雷达的有效利用和抑制不需要的电磁波辐射这两个观点，分别单独地设计壳体。

然而，天线及电子电路的小型化不断发展，在天线及电子电路以非常接近的状态搭载的近年的毫米波雷达中，同时满足电磁波(毫米波)有效利用的观点及电子器件所要求的抑制不需要的电磁波辐射的观点的壳体设计是困难的。

具体而言，电磁波对壳体材料的透射性或屏蔽性的要求按毫米波雷达的部位而不同，因此，壳体材料的设计规格按部位而不同。图17是将所要求的设计规格分成部位A、B和频带I、II而总结出的。

关于部位，从使作为毫米波雷达使用的毫米波透射、屏蔽的观点出发，分成接收发射电磁波(毫米波)的部位A(在雷达中相当于天线罩的部分)、和除该部位A之外的、收纳毫米波雷达的剩余部位B这两个部位。

另外，关于要考虑设计的频率，在功能上，分成了作为电磁波使用的毫米波段的频带I(76.5GHz)和应考虑抑制不需要的电磁波辐射及来自外部的电磁波侵入的宽频带、尤其是1GHz以下的EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容)区域(噪声对策区域)的频带II(约1GHz以下)这两个频带。需要说明的是，作为毫米波段的频带I，不限于76.5GHz，可以在76GHz～81GHz的范围任意地设定。

考虑了上述部位A、B以及频带I(76.5GHz)、频带II(约1GHz以下)时，电磁波对壳体材料的透射率T需要按部位A、B、频带I(76.5GHz)、频带II(约1GHz以下)进行设定。

例如，在部位A且频带I(约76.5GHz以下)的区域AI中，为实现毫米波雷达的雷达功能需要使毫米波的电磁波透射，因此，期望壳体材料对该电磁波的透射率T为“1”。在此，透射率T为“1”是指壳体材料使电磁波透射的全透射的状态。

尤其是在雷达用途的情况下，理论上，电磁波会和毫米波雷达的天线与对象物之间的距离的平方成比例地衰减。因此，当考虑从天线发送之后在对象物反射而返回的往复距离时，电磁波会与距离的四次方成比例的衰减，壳体材料的透射率T对制品的性能(检测灵敏度、准确度、精度)的影响很大。

例如，在部位B且频带I(76.5GHz)的区域BI中，在功能上，无需使毫米波的电磁波透射，相反，为了防止从外部的其他设备对电磁波的干涉、干扰，想要防止毫米波的侵入。即，为了将毫米波的电磁波屏蔽，期望壳体材料的透射率T为“0”。在此，透射率T为“0”是指壳体材料使电磁波完全不透射的全屏蔽的状态。

在部位A且频带II(约1GHz以下)的区域AII、以及部位B且频带II(约1GHz以下)的区域BII中，从抑制不需要的电磁波辐射的观点出发，为了使EMC区域中的频带II(约1GHz以下)的电磁波不透射而使之屏蔽，也期望壳体材料的透射率T为“0”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-102512号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

关于这样的上述结构的毫米波雷达的壳体中的部位A，期望频带I(76.5GHz)中的壳体材料的透射率T为“1”、频带II(约1GHz以下)中的壳体材料的透射率T为“0”，根据频带I(76.5GHz)、频带II(约1GHz以下)，要求完全相反的特性。

然而，同时满足这样的相反特性的壳体材料是不存在的。因此，以往，考虑由壳体材料的相对介电常数产生的波长缩短效应，使用具有所使用的电磁波的半波长的整数倍的厚度的壳体，进行设计将壳体材料对频带I(76.5GHz)的电磁波的透射率T设为“1”、使作为雷达的功能优先，而另一方面，关于使壳体材料对频带II(约1GHz以下)的电磁波的透射率T为“0”，设计时几乎未作考虑。

因此，在以往材料的壳体中，虽然能够实现毫米波雷达的电磁波的有效利用，但是，对于电子设备所要求的充分抑制不需要的电磁波的辐射这一情况却是困难的。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种毫米波雷达用罩，其能够实现毫米波雷达的电磁波的有效利用，并能够充分抑制不需要的电磁波辐射，而且能够防止来自外部的不需要的电磁波的侵入。

用于解决技术问题的手段

为了达成上述目的，本发明为一种毫米波雷达用罩，该毫米波雷达用罩收纳具有天线和驱动该天线的电子电路的毫米波雷达，其特征在于，包括：第一部位，该第一部位保护所述毫米波雷达，并且为了使从所述天线发射的毫米波的电磁波透射而设置于所述毫米波雷达的正面；和第二部位，该第二部位具有将所述第一部位除外用于收纳所述天线及所述电子电路的收纳空间，所述第一部位包括层叠构造体，该层叠构造体由在所述毫米波的频带中具有负的介电常数的第一结构件与在所述毫米波的频带中具有正的介电常数的第二结构件层叠至少一层以上而成，所述层叠构造体以所述毫米波的电磁波的发射源为中心朝向从所述发射源离开的方向呈凸状弯曲。

在本发明涉及的毫米波雷达用罩中，优选的是，关于所述层叠构造体，仅在所述毫米波的电磁波垂直地入射的情况下该层叠构造体的表观透射率成为1附近的值。

在本发明涉及的毫米波雷达用罩中，优选的是，所述层叠构造体与电介质透镜一体化，该电介质透镜为规定的介电常数，使从所述发射源入射的所述毫米波的电磁波折射。

在本发明涉及的毫米波雷达用罩中，优选的是，所述第一结构件通过以几何学方式配置导电性材料而形成，在该第一结构件与所述第二结构件已层叠时，相对于所述毫米波的频带，所述层叠构造体的表观透射率成为1附近的值。

在本发明涉及的毫米波雷达用罩中，优选的是，关于所述层叠构造体，相对于比所述毫米波的频带低的EMC(Electromagnetic Compatibility；电磁兼容)区域的频带，表观透射率成为0附近的值。

发明的效果

根据本发明，能够实现下述的毫米波雷达用罩，其能够实现毫米波雷达的电磁波的有效利用，并且能够充分抑制不需要的电磁波辐射，而且能够防止来自外部的不需要的电磁波的侵入。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式涉及的毫米波雷达用罩的整体结构的概略立体图。

图2是示出毫米波雷达用罩和收纳于其内部的天线和电子电路的概略剖视图。

图3是示出层叠构造体的第一结构件和第二结构件的概略立体图和概略剖视图，上述层叠构造体构成毫米波雷达用罩的天线罩。

图4是示出由网格状的导电性材料构成的第二结构件的结构的概略立体图。

图5是用于说明透射率与反射率的概略图。

图6是示出电子传导性的导电性材料的相对介电常数与频率的关系的图表。

图7是示出以网格状构成的导电性材料的相对介电常数与频率的关系的图表。

图8是示出层叠构造体的相对介电常数及相对磁导率的计算结果的图表。

图9是示出层叠构造体的透射率的图表。

图10是示出弯曲状层叠构造体的结构的剖视图。

图11是用于说明毫秒波的电磁波对弯曲状层叠构造体的斜入射透射率特性的概略图。

图12是示出毫米波的电磁波对弯曲状层叠构造体的斜入射透射率特性的图表。

图13是示出电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体的结构的剖视图。

图14是用于说明毫米波的电磁波对电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体的斜入射透射率特性的概略图。

图15是用于说明毫米波的电磁波对电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体的斜入射透射率特性的概略图。

图16是示出其他实施方式中的电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体的结构的剖视图。

图17是示出毫米波雷达用罩的部位A、B以及频带I、II各自要求的透射率的图表。

具体实施方式

＜实施方式＞

以下，参照附图对本发明的实施方式具体地进行说明。在此，为了便于说明，在图1和图2中，将毫米波雷达用罩1的正面侧设为箭头a方向，将背面侧设为箭头b方向。

＜毫米波雷达用罩的整体结构＞

如图1及图2所示，毫米波雷达用罩1是对天线30和电子电路40进行收纳并从外部进行保护的壳体，上述天线30作为发射源对毫米波的频带(30～300GHz)中的例如76.5GHz的电磁波进行接收发射，上述电子电路40包括驱动该天线30的驱动电路及电源等。

毫米波雷达用罩1包括:第一部位A，其相当于配置在对电磁波进行接收发射的天线30的正面的天线罩；和第二部位B，相当于将该第一部位A除外、形成有收置空间(收纳天线30及电子电路40)的有底棱筒形状的收置部。

如图3的(A)及(B)所示，在毫米波雷达用罩1的第一部位A使用三层的层叠构造体10，该三层的层叠构造体10由第一结构件11、和从正面侧(箭头a方向)及背面侧(箭头b方向)双方夹持该第一结构件11的第二结构件12层叠而成。

另外，毫米波雷达用罩1的第二部位B由铁等金属制的屏蔽材料或对树脂等施以金属镀敷而得的复合材料形成，抑制来自电子电路40的不需要的电磁波的辐射，防止来自外部的电子设备的干涉、干扰。即，关于第二部位B，在毫米波的频带I(76.5GHz)以及EMC区域的频带II(约1GHz以下)的任一频带中透射率T都为“0”。

需要说明的是，对于第一部位A，如上所述在毫米波段的频带I(76.5GHz)中为实现毫米波雷达的雷达功能而必须使毫米波通过，因此期望层叠构造体10对电磁波的透射率T为“1”。另一方面，对于第二部位B，在EMC区域(噪声对策区域)的频带II(约1GHz以下)，从抑制不需要的电磁波的辐射的观点出发，为了使电磁波不透射而将其屏蔽，期望层叠构造体10的透射率T为“0”。

＜层叠构造体的结构＞

如上所述，在第一部位A，要求在毫米波的频带I(76.5GHz)中透射率T成为“1”、在EMC区域的频带II(约1GHz以下)中透射率T成为“0”那样的完全相反的特性。满足该相反要求的材料是不存在的，因此在本发明中决定使用作为人工产物的层叠构造体10。

在层叠构造体10中，作为同时满足在毫米波的频带I(76.5GHz)中表观的透射率T为“1”、在EMC区域的频带II(约1GHz以下)中表观的透射率T为“0”的壳体，如图3所示那样使用第一结构件11及第二结构件12。不过，透射率T为“1”或“0”始终只是理论上的值，作为实际上能够实现和评价的值，对于透射率T＝1设为透射率T＝0.95(-0.45dB)以上的1附近的值，对于透射率T＝0设为透射率T＝0.1(-20dB)以下的0附近的值。

如图3的(A)、(B)所示，该情况下的层叠构造体10为在配置于正面侧(箭头a方向)的第二结构件12与配置于背面侧(箭头b方向)的第二结构件12之间夹着第一结构件11并通过粘接剂等而形成为一体的三层的三明治构造。不过，并不限于此，只要能够将第二结构件12和第一结构件11分别至少层叠一层以上即可，可以为二层，或者也可以是第二结构件12和第一结构件11分别层叠多层而得的四层以上的多层层叠构造体。

如图4所示，第一结构件11整体上具有矩形状，例如是如铜(金属)那样的电子传导性的导电性材料，例如使用铜的金属线形成为如纱门那样的网格状。需要说明的是，第一结构件11不限于矩形状，根据雷达的形状，也可以是圆形、椭圆形等其他各种形状。另外，作为第一结构件11的导电性材料，不限于铜等所有金属，也可以是碳、导电性高分子、导电性聚合物等、或是将它们配合于(金属、碳、导电性高分子、导电性聚合物等)树脂、橡胶、弹性体等而赋予了导电性的材料等。

具体而言，关于第一结构件11，由形成网格的框架的厚度t、框架宽度d、框架的排列间隔a决定网格的大小、数量等。需要说明的是，排列间隔a为构成网格的互相邻接的框架的内侧端与框架的内侧端之间的距离，但不限于此，也可以设为框架的中心与框架的中心之间的中心间距离。

第二结构件12由具有作为毫米波雷达用罩1的壳体所需的材料强度、耐性的树脂(例如聚酰亚胺，聚四氟乙烯，聚乙烯等)、橡胶等介电体形成。该第二结构件12与第一结构件11同样地整体上具有矩形形状，为与该第一结构件11相同的大小、或者使第一结构件11不会露出的稍大的尺寸。

在此，如图5所示，层叠构造体10配置于自由空间，因此为从天线30辐射出的电磁波会在该层叠构造体10的正面侧(箭头a方向)的表面10a和层叠构造体10的内部面10b这两个界面发生反射的状况。

在这样的状况下，配置于自由空间的层叠构造体10的透射率T按与反射率Γ的关系成立，如下面的式(1)所示那样，由空气及层叠构造体10那样的不同物质的波阻抗η来决定。即，层叠构造体10的透射率T由自由空间(空气)的波阻抗η1、与该层叠构造体10等价的波阻抗η2来决定。另外，反射率Γ＝(η2-η1)/(η2+η1)。

T＝1+Γ

＝1+(η2-η1)/(η2+η1)

＝2·η2/(η2+η1)………………………………………………………(1)

T：透射率

Γ：反射率

η1：入射侧的物质(空气)的波阻抗

η2：出射侧的物质(层叠构造体10)的波阻抗

因此，根据式(1)，如果使入射侧的物质(空气)的波阻抗η1与出射侧的物质(层叠构造体10)的波阻抗η2相等，则能够使透射率T＝1。这意味着，相反地如果出射侧的物质(层叠构造体10)的波阻抗η2比波阻抗η1小，则能够使透射率T≒0。

在此，波阻抗η根据该物质的介电常数和磁导率来决定，由下式(2)所示。

μ0：真空的磁导率

μr：相对磁导率

ε0：真空的介电常数

εr：相对介电常数

因此，入射侧的物质(空气)的波阻抗η1由下式(3)所示，出射侧的物质(层叠构造体10)的波阻抗η2由下式(4)所示。

如上所示，波阻抗η1、η2由式(3)、式(4)所示，因此透射率T由自由空间(空气)的相对磁导率μr1、相对介电常数εr1、以及层叠构造体10的等价的相对磁导率μr2、相对介电常数εr2来决定。

此处，在式(3)中，当将自由空间(空气)的相对磁导率μr1和相对介电常数εr1这两方都视为大致为“1”时，如果层叠构造体10的等价的相对磁导率μr2与相对介电常数εr2为相同的值，则空气的波阻抗η1与层叠构造体10的等价的波阻抗η2成为相同的值，能够实现透射率T＝1。

相反地，如果层叠构造体10的等价的相对磁导率μr2与相对介电常数εr2的比变小、即如果作为分母的相对介电常数εr2为负值且绝对值大，则波阻抗η2接近于“0”，因此能够实现透射率T＝0。

然而，非磁性体的相对磁导率μr取大致为1的值，但是作为一般利用的非磁性体的工业用材料，即使是最低的聚四氟乙烯其相对介电常数εr也为2，为了使相对介电常数εr与相对磁导率μr相等，需要配合磁性材料来提高相对磁导率μr。但是，磁性材料因为电磁波的损失大而不适于使用，同样地，磁性材料单体也不适于使用。

因此，在本发明中，通过形成下述的层叠构造体10，即：使由在毫米波的频带I(76.5GHz)中具有负的相对介电常数εr的人工材料制成的第一结构件11、和在毫米波的频带I(76.5GHz)中具有通常的正的相对介电常数εr的第二结构件12层叠而成的)层叠构造体10，能够设定成作为该层叠构造体10的等价的相对磁导率μr2与相对介电常数εr2相同。

在该层叠构造体10中，在毫米波的频带I(76.5GHz)中需要使该层叠构造体10的等价的相对介电常数εr与等价的相对磁导率μr＝1相匹配、且在EMC区域(噪声对策区域)的频带II(约1GHz以下)中需要使层叠构造体10的等价的相对介电常数εr为负且使其绝对值增大。

形成层叠构造体10的第一结构件11例如由一般由金属构成的电子传导性的导电性材料制成。不过，第一结构件11并非必须是金属，只要不是离子传导和空穴传导而是电子传导性的导电性材料即可。例如，除金属以外，还有碳、导电性高分子、导电性聚合物等、或将它们配合在树脂、橡胶、弹性体等中而赋予了导电性的材料等。

第一结构件11所用的导电性材料的相对介电常数εr通过关于电子传导的模型、即德鲁德模型(Drude model)来记述，如图6所示，对于等离子体频率fp以上的频率f(f≥fp)表示为正值，对于比等离子体频率fp低的频率f(f＜fp)表示为负值。在德鲁德模型中，金属的相对介电常数εr根据电子的质量、电荷以及传导电子数来赋予，等离子体频率fp是相对介电常数εr成为0的频率。

在该情况下，在第一结构件11所用的金属的导电性材料中，一般等离子体频率fp处于光区域的频带，因此如图7所示那样，将该等离子体频率fp从微波、毫米波设定于太赫兹波的区域附近，毫米波的频带I(76.5GHz)比等离子体频率rp稍低、相对介电常数εr具有比0小的负值。在这样的情况下，关于EMC区域(噪声对策区域)的频带II(约1GHz以下)，相对介电常数εr具有-500以下的负值。

在将处于光区域的频带的等离子体频率fp设定于毫米波的区域的频带I(76.5GHz)附近时，通过限制(减少)导电性材料中的导电电子数，从而能够将由金属构成的导电性材料的等离子体频率fp从光区域设定于毫米波的区域附近。

在限制传导电子数时，具体而言，如果减小导电性材料的物理尺寸、面积，则能够减少导电性材料整体的传导电子数，因此可行。具体而言，如图4所示，可以通过将第一结构件11形成为网格状将导电性材料按几何学进行配置来实现。即，只要减少第一结构件11的面积从而在物理上限制电子的数量即可。

此外，第一结构件11并非必须是由金属构成的网格(以下也将其称为“金属网格”)。例如，作为第一结构件11，也可以是在聚酰亚胺薄膜的表面印刷铜箔图案后通过蚀刻形成为网格状。关于第一结构件11的材料、制法，只要能够限制整体的传导电子数而得到所期望的相对介电常数εr，则可以是任意材料、制法。

图7中示出形成网格的框架的厚度t＝0.2mm、框架宽度d＝0.06mm、排列间隔a＝1.2mm的情况下的第一结构件11的相对介电常数εr的计算结果。通过使第一结构件11成为网格状而减小整体的面积以限制电子的数量，从而能够如图8所示那样使层叠构造体10的等价的相对介电常数εr与等价的相对磁导率μr＝1相匹配，并且将处于光区域的频带的等离子体频率fp设定于毫米波的区域的频带I(76.5GHz)附近。其结果，第一结构件11的频带I(76.5GHz)中的相对介电常数εr虽然也取决于所层叠的第二结构件12的介电常数ε，但是作为设计值使相对介电常数εr比0小且比-25大，优选的是，使其具有-1以下且-10以上的程度的-5以下的负值。关于频带II(约1GHz以下)，虽然也取决于所层叠的第二结构件12的介电常数ε，但是相对介电常数εr具有-500以下的负值。

不过，关于第一结构件11的网格，也可以配合所期望的相对介电常数εr而适宜地设定框架的厚度t、框架宽度d、排列间隔a，可以选择圆形形状、三角形状等任意形状。另外，网格的配置图案也不是必须为均匀的，对于网格的分散程度等疏密，也可以任意地进行设定。

第二结构件12为在毫米波的频带I(76.5GHz)中具有通常的正的相对介电常数εr的电介质。第二结构件12只要具有作为雷达罩所需的材料强度、加工性、各种耐久性就可以适用，为进一步提高性能，优选电损耗少。具体而言，对于第二结构件12，优选的是，以复介电常数表示材料的频带I(76.5GHz)中的介电常数ε时的虚数部ε″小，例如优选为0.001以下、更优选为0.005以下。

这样，形成将在毫米波的频带I(76.5GHz)中具有负的相对介电常数εr(-5以下)的第一结构件11、和在毫米波的频带I(76.5GHz)中具有正的相对介电常数εr的第二结构件12分别层叠至少一层以上而得的层叠构造体10。

由此，如图8所示，能够在毫米波的频带I(76.5GHz)中使由两片第二结构件12和一片第一结构件11构成的三层构造的层叠构造体10的等价的相对介电常数εr与该层叠构造体10的等价的相对磁导率μr＝1相匹配，且能够在EMC区域的频带II(约1GHz以下)中使层叠构造体10的等价的相对介电常数εr向负的方向变大(-500以下)。

具体而言，将层叠构造体10的频带I(76.5GHz)中的等价的相对介电常数εr设为大致为1，具体而言设定为0.9～1.3，更优选设定为1.0，且将层叠构造体10的频带II(约1GHz以下)中的等价的相对介电常数εr设定为-370以下，优选设定为-500以下。

因此，层叠构造体10的等价的相对磁导率μr与相对介电常数εr相同，空气的波阻抗η1与层叠构造体10的等价的波阻抗η2成为相同的值。其结果，如图9所示，能够在频带I(76.5GHz)中实现层叠构造体10的表观的透射率T＝1。

同时，如果层叠构造体10的等价的相对磁导率μr与相对介电常数εr的比变小、作为分母的相对介电常数εr2为负值且绝对值大，则波阻抗η2接近于“0”，因此能够在频带II(约1GHz以下)中实现表观的透射率T＝0。

＜作用及效果＞

在以上结构中，在毫米波雷达用罩1中，将在毫米波的频带I(76.5GHz)中具有负的相对介电常数的第一结构件11和在毫米波的频带I(76.5GHz)中具有正的相对介电常数的第二结构件12层叠至少一层以上而得到层叠构造体10，将该层叠构造体10作为天线罩用在第一部位A。

该层叠构造体10在通过第二结构件12保护内部的天线30及电子电路40的同时，在毫米波的频带I(76.5GHz)实现透射率T＝1、在EMC区域的频带II(约1GHz以下)实现透射率T≒0。

由此，通过毫米波雷达用罩1，能够在无由层叠构造体10导致的电衰减的情况下使来自天线30的毫米波的电磁波透射，另外能够在无由层叠构造体10导致的电衰减的情况下接收反射波。同时，通过毫米波雷达用罩1，能够经由层叠构造体10抑制EMC区域的不需要的电磁波的辐射、且能够防止来自外部的其他设备的电磁波的干涉和干扰。

＜实施例＞

作为层叠构造体10的具体结构，例如，第一结构件11由铜的金属网格构成，第二结构件12由聚酰亚胺构成，第一结构件11及第二结构件12这两方均为200×200mm的大小，以第二结构件12、第一结构件11、第二结构件12的顺序形成三层层叠构造。

对于第一结构件11，通过将厚度t＝0.08mm的铜箔蚀刻成线宽d＝0.06mm、纵向的排列间隔a及横向的排列间隔a＝1.2mm的网格状来制作。此时的第一结构件11的相对介电常数εr可以将处于光区域的频带的等离子体频率fp设定于毫米波区域的频带I(76.5GHz)的附近。第二结构件12为毫米波的频带I(76.5GHz)中的复相对介电常数为3.25-j0.001的聚酰亚胺，其厚度为0.31mm。

在按第二结构件12、第一结构件11、第二结构件12的顺序层叠的状态、且使用粘接剂通过60t的压力进行压制成型，形成了三层层叠构造的层叠构造体10。其结果，所形成的层叠构造体10的厚度为0.62mm。即，这是第一结构件11在由两个第二结构件12夹持的状态下变形且空气没有进入三层之间的状态。

在该情况下，关于三层层叠构造的层叠构造体10，对第一结构件11、第二结构件12的相对介电常数εr、相对磁导率μr等进行适宜调整，使得包含粘接剂在内实现毫米波的频带I(76.5GHz)中的透射率T＝1、EMC区域的频带II(约1GHz以下)中的透射率T≒0。

对该层叠构造体10的等价的相对介电常数εr、相对磁导率μr进行测定而得的结果如图8所示。而且，该层叠构造体10的透射率T，如图9所示，实现了毫米波的频带I(76.5GHz)中的透射率T＝1、EMC区域的频带II(约1GHz以下)中的透射率T≒0。

＜弯曲状层叠构造体的结构＞

然而，在这样的毫米波雷达用罩1中，经由三层构造的层叠构造体10照射毫米波，能够基于其反射波的强度、反射波的时间差等检测出周边、尤其是前方物体(例如前方车辆、人等对象物)的移动速度、距离以及大小等。

实际上，在对前方物体(对象物)进行检测时，一边在水平方向上以物理的(机械扫描)或电(数字波束成形、阵列天线等)的方法利用毫米波的电磁波扫描前方的对象物一边进行扫查。此外，关于扫描的方法，物理性地移动天线30而变更照射方向、或者不物理性地移动天线30而是通过电的方法变更照射方向均可，没有特别限定。

由此，向目标方向出射的毫米波的电磁波可以在被该目标方向的对象物反射之后，被天线30接收，因此能够检测出在前方的水平方向上的一定范围内存在的物体(对象物)。

但是，在接收来自物体(对象物)的反射波时，来自目标方向以外的毫米波可能会飞来。例如，有来自所谓多路径(即，因物体(对象物)的形状和/或周围的反射物(护栏、其他车辆、地面等)的不同而传播路径不同)的、和/或来自本车以外和/或车载以外的毫米波雷达的照射波、反射波等的飞来。

通常，在毫米波雷达中，为了提高水平方向的分辨率而缩窄天线30的波束宽度，因此通过天线30难以接收到来自目标方向以外的毫米波的电磁波，但是，一旦飞来的毫米波的电磁波侵入到毫米波雷达内，则背景噪声就会提高，检测灵敏度受影响。

于是，如图10所示，在毫米波雷达中使用弯曲状层叠构造体10W，该弯曲状层叠构造体10W具有如下结构，即，在检测水平方向的物体(对象物)时，当向目标方向照射毫米波的电磁波时、来自目标方向以外的毫米波的电磁波不会入射于该毫米波雷达。

该弯曲状层叠构造体10W具有与上述的层叠构造体10相同的基本构造，为由第一结构件11和从正面侧(箭头a方向)及背面侧(箭头b方向)双方夹持该第一结构件11的第二结构件12层叠而得的三层构造件。在此，弯曲状层叠构造体10W与层叠构造体10的显著差异在于：朝向与毫米波雷达的发射源、即天线30离开的正面侧(箭头a方向)的外部方向、作为整体弯曲成凸状。

该弯曲状层叠构造体10W的特征在于：具有下述的斜入射透射率特性，即：毫米波的电磁波向该层叠构造体10垂直地入射(以下将其称为“垂直入射”)时透射率T高、在以垂直入射以外的角度入射时透射率T低。

具体而言，弯曲状层叠构造体10W以毫米波的电磁波的发射源、即天线30为中心，以使得相对于该弯曲状层叠构造体10W电磁波从天线30朝任意方向入射时都会为垂直入射的方式，朝着从该天线30离开的方向(雷达外部)弯曲成凸状。

在该情况下，理想的弯曲状层叠构造体10W是，以天线30为中心在任意部分均以成为半径r0＝r1的半圆形状的曲率弯曲。如果是这样的理想的弯曲状层叠构造体10W，则在该弯曲状层叠构造体10W的任意部分都能使从天线30照射的毫米波的电磁波垂直入射，与此同时，对于从外部垂直入射至该弯曲状层叠构造体10W的毫米波的电磁波也都能通过天线30来接收。

同时，弯曲状层叠构造体10W中，对于来自垂直入射以外的方向的毫米波的反射波和/或通过多路径而飞来的反射波，相对于弯曲状层叠构造体10W并非垂直而是以具有某一角度的状态入射，因此透射率T降低。

如图11的(A)至(C)所示，在入射至弯曲状层叠构造体10W的毫米波的电磁波的入射角度成为0度即垂直的情况下，透射率T＝1；在入射角度比0度小或大的情况下，透射率T＜1。在此，入射角度为0度是指毫米波的电磁波以相对于第二结构件12的切线垂直相交的法线状态(沿着法线的角度)入射。弯曲状层叠构造体10W为半径r0＝r1的半圆形状时，即使在从天线30以倾斜了α度的状态照射毫米波的电磁波的情况下，该毫米波的电磁波也会垂直地入射至弯曲状层叠构造体10W。

但是，虽然入射角度为0度是毫米波的电磁波相对于第二结构件12的切线垂直地相交的法线的情况，但严密而言即使相对于切线在±2度的范围倾斜，仍可以认为毫米波的电磁波的入射角度相对于第二结构件12垂直。

在该情况下，弯曲状层叠构造体10W并非必须是半径r0＝r1的半圆形状，例如也可以为：半径r0＜r1但以相对于切线在±2度的范围倾斜的程度为限度的非球面形状(该情况下为椭圆形状)这样地、整体上薄型化而减小呈凸状突出的程度。

在这样的构造的弯曲状层叠构造体10W中，针对从天线30向目标方向照射的毫米波的电磁波，能够使其透射并到达对象物。另一方面，在弯曲状层叠构造体10W中，针对来自目标方向以外的毫米波的电磁波，不使其透射、不会到达天线30，因此背景噪声也不会提高，不会影响到检测灵敏度。

由此，在毫米波雷达中，例如，在进行如下照射时，即，一边以天线30为中心在±40度左右的大范围对照射方向进行操作一边在水平方向上检测物体(对象物)时，能够借助弯曲状层叠构造体10W防止来自不存在对象物的方向的毫米波的电磁波的侵入。

如图11的(A)至(C)所示，在来自天线30的毫米波的电磁波相对于弯曲状层叠构造体10W的第二结构件12垂直地入射的情况下、即在毫米波的电磁波相对于第二结构件12、第一结构件11及第二结构件12的切线垂直入射的情况下，毫米波的电磁波透射，除此以外不透射。

在此，“透射(○)”意味着透射率T为0.95以上，“不透射(×)”意味着透射率T小于0.95。但是并不限于此，也可以考虑用途和/或测定侧的检测精度，任意地设定透射率T的数值。例如，也可以设为，“透射(○)”意味着透射率T为0.95以上，“不透射(×)”意味着透射率T小于0.95。

具体而言，如图12所示，如果毫米波的电磁波相对于弯曲状层叠构造体10W的入射角度为0度，则透射率T≒1；如果毫米波的电磁波的入射角度偏移5度，则透射率T＝0.93，如果偏移10度，则透射率T＜0.8。

对于具有这样的斜入射透射率特性的由三层构造体形成的弯曲状层叠构造体10W，能够通过适当地设定第二结构件12中的介电体的厚度、介电常数、以及第一结构件11中的金属网格的厚度t、线宽d、纵向及横向的排列间隔a来实现。

尤其是为实现所期望的斜入射透射率特性，第一结构件11中的金属网格的厚度t是重要的，将该厚度t设为0.5mm～2.0mm，更优选设为0.8mm～1.5mm，其他尺寸只要设为所需的设计值即可。

另外，如图13所示，也可以使用与弯曲状层叠构造体10W同样地，具有在向目标方向照射毫米波的电磁波时、来自目标方向以外的毫米波的电磁波不会入射于该毫米波雷达的结构的电介质透镜一体型的弯曲状层叠构造体(以下将其也称为“电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体”)100W。

在该电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W中，在弯曲状层叠构造体10W中的第二结构件12与天线30之间配置有由凸透镜构成的电介质透镜20，该凸透镜具有规定的介电常数，对从该天线30入射的毫米波的电磁波进行折射，该电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W是该第二结构件12与该电介质透镜20一体化而得的构造体。

该电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W与电介质透镜20一体化，并通过电介质透镜20的介电常数使毫米波的电磁波向内侧折射。因此，对于电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W而言，即使是在相应量地从天线30广角化地照射毫米波的电磁波的情况下也能使毫米波的电磁波垂直入射，并且能够如半径r10＜r11的非球面形状(在情况下为椭圆形状)那样地整体上进行薄型化。

如图14(A)至(C)所示，在向电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W入射的毫米波的电磁波的入射角度为0度即垂直的情况下，透射率T＝1，在入射角度比0度小或大的情况下，透射率T＜1。

另外，电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W通过电介质透镜20的介电常数使毫米波的电磁波向内侧折射，因此，即使是在从天线30以倾斜了α度的状态照射毫米波的电磁波的情况下，该毫米波的电磁波也会相对于电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W垂直地入射。

在该情况下，如图15所示，对于电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W，从毫米波雷达用罩1的内部Rin的天线30相对于电介质透镜20具有规定的角度θ1入射的毫米波的电磁波借助电介质透镜20稍稍向内侧折射而成为角度θ2，在该电介质透镜20的内侧行进之后，经由弯曲状层叠构造体10W向外部Rout照射。

另外，关于电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W，通过一体地具有电介质透镜20，从而与仅是弯曲状层叠构造体10W的情况相比能够减小呈凸状突出的程度(曲率)而进一步进行薄型化。

＜其他实施方式＞

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式涉及的毫米波雷达用罩1，包括本发明的概念及权利要求书所涵盖的所有方案。另外，也可以适当地选择性地组合各结构从而实现上述课题及效果的至少一部分。例如，对于上述实施方式中的各结构要素的形状、材料、配置、尺寸等，可以根据本发明的具体使用方式适当地变更。

另外，在上述的实施方式中，针对使用与由凸透镜构成的电介质透镜20一体化而得的电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体100W的情况进行了叙述，但本发明并不限于此，例如也可以使用图16的(A)及(B)所示那样与由凹透镜构成的电介质透镜21一体化而得的电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体200W。

具体而言，如图16的(A)所示，电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体200W是相对于弯曲状层叠构造体10W中的外周侧的第二结构件12层叠了下述的电介质透镜21而得的一体化构造体，上述电介质透镜21由对从天线30经过弯曲状层叠构造体10W而入射的毫米波的电磁波进行折射的、具有规定的介电常数的凹透镜构成。关于该作为凹透镜的电介质透镜21，也可以以与弯曲状层叠构造体10W的第二结构件12同样的曲率弯曲。

如图16的(B)所示，该电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体200W中，从天线30相对于弯曲状层叠构造体10W的内周侧的第二结构件12的切线垂直(角度θ1＝0度)地入射了的毫米波的电磁波在经过电介质透镜21时向外侧折射角度θ2(θ2＞θ1)并向外部Rout照射。因此，电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体200W通过与凹透镜构成的电介质透镜21一体化从而能够广角化地出射毫米波的电磁波，并且作为整体也能够进一步薄型化。

产业上的利用可能性

本发明的毫米波雷达用罩，不仅用于机动车等的车载，不仅在铁路、航空器、船舶等移动装置中而且在电气电子设备以及其他产业机械等领域中也能够利用。

附图标记说明

1…毫米波雷达用罩、10…层叠构造体、10a…表面、10b…内部面、11…第一结构件、12…第二结构件、20、21…电介质透镜、30…天线、40…电子电路、A…第一部位、B…第二部位、10W…弯曲状层叠构造体、100W、200W…电介质透镜一体型弯曲状层叠构造体。

Claims (5)

1.一种毫米波雷达用罩，其收纳包括天线和驱动该天线的电子电路的毫米波雷达，其特征在于，包括：

第一部位，该第一部位保护所述毫米波雷达，并且为了使从所述天线发射的毫米波的电磁波透射而设置于所述毫米波雷达的正面；和

第二部位，该第二部位具有将所述第一部位除外用于收纳所述天线及所述电子电路的收纳空间，

所述第一部位包括层叠构造体，该层叠构造体由在所述毫米波的频带中具有负的介电常数的第一结构件与在所述毫米波的频带中具有正的介电常数的第二结构件层叠至少一层以上而成，

所述层叠构造体以所述毫米波的电磁波的发射源为中心朝向从所述发射源离开的方向呈凸状弯曲。

2.根据权利要求1所述的毫米波雷达用罩，其特征在于，

关于所述层叠构造体，仅在所述毫米波的电磁波垂直地入射的情况下该层叠构造体的表观透射率成为1附近的值。

3.根据权利要求1或2所述的毫米波雷达用罩，其特征在于，

所述层叠构造体与电介质透镜一体化，该电介质透镜具有规定的介电常数，使从所述发射源入射的所述毫米波的电磁波折射。

4.根据权利要求1所述的毫米波雷达用罩，其特征在于，

所述第一结构件通过以几何学方式配置导电性材料而形成，在该第一结构件与所述第二结构件已层叠时，相对于所述毫米波的频带，所述层叠构造体的表观透射率成为1附近的值。

5.根据权利要求1或4所述的毫米波雷达用罩，其特征在于，

关于所述层叠构造体，相对于比所述毫米波的频带低的电磁兼容区域的频带，表观透射率成为0附近的值。

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