电波吸收体以及电波吸收体的形成方法与流程

电波吸收体以及电波吸收体的形成方法
1.相关申请的交叉引用
2.本国际申请主张基于2021年1月28日在日本专利厅申请的日本专利申请第2021－011989号的优先权，并在本国际申请中通过参照引用日本专利申请第2021－011989号的全部内容。
技术领域
3.本公开涉及电波吸收体。


背景技术：

4.在设置于车辆的保险杠的内侧的毫米波雷达中，在天线与保险杠之间产生无用反射，与从物标到来的直达波干扰，而使雷达的物标检测性能劣化。
5.例如，在专利文献1记载了通过作为电介质的电波吸收体覆盖成为屏蔽对象的部位的技术。
6.专利文献1：美国专利第9157986号说明书
7.然而，发明人详细研究的结果是在专利文献1所记载的以往技术中发现了需要使吸收体足够厚以获得所希望的损耗效果这样的课题。


技术实现要素：

8.本公开的一方面在于提供使用厚度较薄的吸收体获得足够的损耗效果的技术。
9.根据本公开的一方面的电波吸收体具备被层叠的第一层以及第二层。第一层以及第二层分别具有不同的介电常数。第一层以及第二层的介电常数设定成第一反射波和第二反射波成为相同的强度。第一层的厚度设定成第一反射波和第二反射波具有至少相互抵消彼此的一部分的相位差。第一反射波是具有指定频率的对象电波入射到第一层的露出面时的在第一层的露出面的反射波。第二反射波是从第一层的露出面入射且被第一层与第二层的边界面反射，并从露出面射出的反射波。第一层的露出面是第一层的与边界面相反侧的面。
10.根据这样的结构，透过了第一层的电波不仅被第二层吸收，通过第一反射波与第二反射波相互抵消也得到吸收效果。
11.因此，与仅利用吸收第二层的电波的效果的以往技术相比较，能够使对象电波的吸收效果提高使反射波相互抵消的量。换句话说，若得到与以往的电波吸收体同等的吸收效果则能够使第二层的厚度进一步变薄。
12.另外，根据这样的结构，如上述那样使用两种方法获得电波的吸收效果。因此，即使第一层的厚度在公差的范围内存在偏差等，而使反射波相互抵消的效果降低，第二层中的吸收效果也不会变化，所以能够抑制作为电波吸收体的整体来看的情况下的性能降低。换句话说，根据这样的结构，能够提高对结构公差的鲁棒性。
13.本公开的一方面是电波吸收体的形成方法，在使电波透过的电介质亦即透过部件
安装具有相对于透过部件的介电常数的平方在
±
40％的范围内的介电常数的电介质片，从而使安装有电介质片的部位作为电波吸收体发挥功能。
14.根据这样的方法，仅通过在透过部件安装电介质片，就能够简单地使透过部件作为电波吸收体发挥功能。
附图说明
15.图1是表示本公开所涉及的电波吸收体的结构以及作用的说明图。
16.图2是表示使电波吸收体中的第二层的介电常数以及厚度变化并通过模拟计算电波吸收体的反射量的结果的图表。
17.图3是表示通过模拟计算在电波吸收体中的第一层与第二层之间有50μm的间隙的情况下的电波吸收体的反射量的结果的图表。
18.图4是表示通过模拟计算在电波吸收体中的第一层与第二层之间有100μm的间隙的情况下的电波吸收体的反射量的结果的图表。
19.图5是表示通过模拟计算在电波吸收体中的第一层与第二层之间有150μm的间隙的情况下的电波吸收体的反射量的结果的图表。
20.图6是表示应用了本公开所涉及的电波吸收体的雷达装置的外观的说明图。
21.图7是表示雷达装置的结构的剖视图。
具体实施方式
22.以下，参照附图，对本公开的例示的实施方式进行说明。
23.[1.第一实施方式]
[0024]
[1-1.结构]
[0025]
第一实施方式的电波吸收体1具有层叠有分别具有不同的介电常数的两个薄板状的电介质的结构，并设置在需要抑制电波的反射的位置等。
[0026]
如图1所示，电波吸收体1具备第一层11和第二层12。
[0027]
第一层11使用以低损耗使对象电波t透过的电介质。第二层12使用介电常数比第一层11大的电介质，吸收要通过的对象电波t的一部分。
[0028]
对象电波t是指定频率的电磁波。指定频率例如是毫米波雷达所使用的毫米波频带的频率。
[0029]
此处，将第一层11的介电常数设为ε
r1
，将第二层12的介电常数设为ε
r2
，将第一层11的厚度设为d1，将第二层12的厚度设为d2，并将在第一层11内传播的对象电波t的波长设为λg。
[0030]
在电波吸收体1中，将第一层11露出的面称为第一露出面1a，将第一层11与第二层12相接的面称为边界面1b，并将第二层12露出的面称为第二露出面1c。
[0031]
将从第一露出面1a入射并被第一露出面1a反射的反射波称为第一反射波r1。将从第一露出面1a入射且被边界面1b反射，并从第一露出面1a射出的反射波称为第二反射波r2。
[0032]
第一层11的厚度d1设定成第一反射波r1和第二反射波r2为相反相位(即，相位差为180
°
)。
[0033]
具体而言，按照(1)式设定第一层11的厚度d1。
[0034]
d1＝(1/4 n/2)
×
λg
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0035]
第二层12的介电常数ε
r2
按照(2)式设定成在第一露出面1a上，第一反射波r1与第二反射波r2成为相同的强度。
[0036]
ε
r2
＝ε
r12
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0037]
[1-2.动作]
[0038]
从第一露出面1a侧照射到电波吸收体1的对象电波t的一部分被第一露出面1a反射，剩余透过第一层11。透过第一层11并到达边界面1b的对象电波t的一部分被边界面1b反射，剩余透过第二层12。透过第二层12的对象电波t的一部分被第二层12吸收，剩余从第二露出面1c辐射到外部。
[0039]
第一层11的厚度d1、以及第一层11的介电常数ε
r1
、第二层12的介电常数ε
r2
设定成第一反射波r1和第二反射波r2在第一露出面1a成为相同的强度，并且成为相反相位。因此，第一反射波r1与第二反射波r2合成为相互抵消，抑制在第一露出面1a的反射。
[0040]
在图2中，示出通过模拟，使第二层12的厚度d2以及介电常数ε
r2
变化，计算在第一露出面1a的反射量的结果。其中，设为对象电波t的频率为77ghz，第一层11的介电常数ε
r1
＝3.42，介质损耗角正切0.03，厚度d1＝λg/4＝1.4mm。
[0041]
从图2可知，如果第二层12的介电常数ε
r2
相对于ε
r12
在
±
40％的范围内，并且第二层12的厚度d2在0.5mm以上，则第一露出面1a的反射量在-15db以下。换句话说，第二层12的介电常数ε
r2
不需要设定成严格地满足(2)式，也可以设定成相对于ε
r12
在
±
40％的范围内的大小。
[0042]
图3～5示出以在第一层11与第二层12之间有由于粘合层或者树脂的翘曲等而引起的间隙为条件，进行与图2相同的模拟的结果。将间隙的大小设为x，图3是x＝50μm的情况，图4是x＝100μm的情况，图5是x＝150μm的情况。
[0043]
可知即使在第一层11与第二层12之间有间隙的情况下，只要第二层12的介电常数ε
r2
相对于ε
r12
在
±
40％的范围内，并且第二层12的厚度d2在0.5mm以上，则第一露出面1a的反射量在-10db以下。第二层12的介电常数ε
r2
也可以考虑图3～图5的结果，设定成在第一层11与第二层12之间产生间隙的情况下，吸收效果不会较大地降低。
[0044]
[1-3.效果]
[0045]
根据以上详述的第一实施方式，起到以下的效果。
[0046]
(1a)在电波吸收体1中，除了使第二层12吸收无用电波之外，通过使第一露出面1a以及边界面1b的反射波相互抵消，还得到无用电波的吸收效果。并且，只要将第二层12的厚度d2确保在0.5mm以上，则能够与厚度d2无关地得到使反射波相互抵消所带来的吸收效果。因此，与仅利用吸收无用电波的效果的以往技术相比较，能够在使第二层12的厚度d2为与以往的电波吸收体相同的厚度的情况下，使吸收效果提高反射波相互抵消的量。换句话说，能够使为了得到与以往的电波吸收体同等的吸收效果而需要的第二层12的厚度d2变薄。
[0047]
(1b)在电波吸收体1中，即使由于使电波透过的第一层11的厚度d1在公差的范围存在偏差，而使反射波相互抵消的效果降低，第二层12中的吸收效果也不变化，所以能够抑制作为电波吸收体1的整体来看的情况下的性能降低。换句话说，根据电波吸收体1，能够提高对结构公差的鲁棒性。
[0048]
[2.第二实施方式]
[0049]
[2－1.结构]
[0050]
在第二实施方式中，对应用了电波吸收体1的雷达装置3进行说明。
[0051]
图6以及图7所示的雷达装置3是搭载于车辆，并通过发送接收对象电波t而至少测定与存在于检测范围内的物体的距离的装置。
[0052]
雷达装置3例如设置在车辆中的保险杠的内侧等。
[0053]
雷达装置3具备：下壳体31、天线罩32、连接器33、电路基板34以及电介质片35。
[0054]
下壳体31由使电波不透过的材料形成，是具有长方体状的外形且一个面被开口的箱状的部件。
[0055]
天线罩32由使电波透过的电介质材料形成，是以堵住下壳体31的开口部的方式安装于下壳体31的板状的部件。
[0056]
下壳体31以及天线罩32形成具有收纳电路基板34的空间的壳体。在下壳体31的侧壁设置有连接器33。
[0057]
连接器33用于将电路基板34上的电子电路与搭载该雷达装置3的车辆电连接。
[0058]
电路基板34具备天线部341和收发电路部342。
[0059]
天线部341例如通过将多个贴片天线配置成二维阵列状而构成，收发对象电波t。收发电路部342包含按照经由连接器33输入的指令生成供给至天线部341的发送信号的电路。另外，收发电路部342包含对从天线部341供给的接收信号进行下变频等信号处理并经由连接器33输出的电路等。
[0060]
电介质片35设置在天线罩32的内壁面中与配置在基板收纳空间的电路基板34上的收发电路部342对置的部位。此处，电波吸收体1配置为覆盖基板收纳空间中的位于连接器33侧的大约一半的空间。
[0061]
电介质片35通过利用具有与天线罩32或者电介质片35中的任意一个相同的介电常数的粘合剂进行粘合，从而与天线罩32一体化。此外，电介质片35也可以通过压焊等与天线罩32一体化。
[0062]
在天线罩32中，设置有电介质片35的部位即、图7中被点划线包围的部位形成将天线罩32作为第一层11、将电介质片35作为第二层12的电波吸收体1。
[0063]
换句话说，天线罩32的介电常数以及厚度设定成与上述的第一层11的介电常数ε
r1
以及厚度d1相同。电介质片35的介电常数设定成与上述的第二层12的介电常数ε
r2
相同。
[0064]
[2－2.效果]
[0065]
根据以上详述的第二实施方式，除了第一实施方式的效果(1a)、(1b)之外，还起到以下的效果。
[0066]
(2a)在雷达装置3中，设置有电介质片35的部位作为电波吸收体1发挥功能，抑制对象电波向雷达装置3内侵入以及在天线罩32外壁的对象电波的反射。因此，能够抑制雷达装置3的天线特性受到被保险杠等反射的无用反射波的影响而劣化。
[0067]
(2b)在雷达装置3中，电介质片35设置为覆盖收发电路部342。因此，能够抑制无用反射波到达收发电路部342，进而能够抑制收发电路部342的噪声，并能够提高收发电路部342中的动作的可靠性。
[0068]
[3.其它实施方式]
[0069]
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述的实施方式，能够进行各种变形并实施。
[0070]
(3a)在上述实施方式中，第一层11的厚度d1按照(1)式设定成第一反射波r1与第二反射波r2的相位差为180
°
，但不需要严格地为180
°
，也可以在90
°
～270
°
的范围内设定相位差。
[0071]
(3b)在上述第二实施方式中，将电介质片35安装于天线罩32，设置将天线罩32作为第一层11的电波吸收体1，但也可以将电介质片35安装于保险杠，设置将保险杠作为第一层11的电波吸收体1。
[0072]
(3c)在上述第二实施方式中，在天线罩32的内壁安装电介质片35，但在需要抑制经由天线罩32从雷达装置3的内部朝向外部的电波的情况下，也可以在天线罩32的外壁安装电介质片35。
[0073]
(3d)在上述第二实施方式中，利用天线罩32作为电波吸收体1的第一层11，但也可以将预先一体地形成有第一层11和第二层12的电波吸收体1安装于天线罩32。
[0074]
(3e)可以通过多个构成要素实现上述实施方式中的一个构成要素具有的多个功能，或者通过多个构成要素实现一个构成要素具有的一个功能。另外，也可以通过一个构成要素实现多个构成要素具有的多个功能，或者通过一个构成要素实现由多个构成要素实现的一个功能。另外，也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可以对其它上述实施方式的结构附加或者置换上述实施方式的结构的至少一部分。
[0075]
(3f)除了上述的电波吸收体之外，还能够通过将该电波吸收体作为构成要素的部件或者装置、电波吸收体的形成方法等各种方式实现本公开。