CN109804503A - 车用天线罩 - Google Patents

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艾 洛卡斯帕纳 J·M·阿曼戈尔
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Abstract

车用天线罩(10)包括基材(18)和装饰层(20)，所述基材(18)由无线电透射树脂形成，基材(18)具有近端面和远端面，所述装饰层(20)施加至近端面，装饰层(20)包含沉积在近端面表面上的准金属或准金属合金，其中所述准金属或准金属合金与至少一种氧化物混合。其改进了准金属装饰层在基材上的粘附性以及其耐腐蚀性。

Description

车用天线罩
说明书
本发明涉及用于在呈现装饰性金属图像的同时保护雷达装置的天线罩，其特别针对设置在汽车前格栅后的雷达装置。
发明背景
通常，无线电收发装置(例如，毫米波雷达)已被用作车辆防撞和自适应巡航控制***的传感器。
在测定汽车前方有障碍物以及各汽车之间的距离的雷达***等中，天线优选地位于车辆前方的中央以获得最大性能。虽然雷达天线可以安装在汽车的前格栅附近，但是由于天线不美观的外观以及避免天线受外部环境因素(如天气和空气污染物)影响，优选将天线隐藏起来。
为了保护天线并避免雷达装置的无线电干扰和信号丢失，已经提出了一种能够在对应于雷达天线所在的前格栅中发射无线电波的雷达窗口。这允许无线电波通过窗口进出。然而，由于格栅结构元件的图案中断，雷达窗口削弱了前格栅的外观。此外，通过雷达窗口可以看到难看的车辆内部部分，如雷达收发两用机。
在US 6,328,358中，提供了雷达窗口和前格栅体之间的统一。US 6,328,358中所公开的雷达窗口通过对形成有凹凸性的多个树脂层进行层叠来形成。该部件通过在各树脂层之间沉积有凹凸性的金属层提供了视觉感，使得前格栅的翅片构件看起来延伸穿过雷达窗口而没有中断。
铟用作沉积在该雷达窗口中的金属。当将铟沉积在沉积构件上时，铟不是以均匀的膜的方式沉积在表面上，而是以纳米岛状的方式沉积在表面上。换句话说，当将铟沉积在沉积构件上时，沉积构件的表面包括沉积部分与非沉积部分的纳米组合，在沉积部分中铟以岛状方式沉积，在非沉积部分中未沉积任何物质。
在该情况下，无线电波可以通过非沉积部分进出，并且在观察时沉积构件的表面可以识别为具有金属光泽的构件，因为沉积部分具有以纳米岛状方式沉积的铟。
该选择性沉积方式使铟金属的施加过程复杂化。另外，当各沉积部分形成得非常接近时，无线电波并未令人满意地进出。金属的导电性需要使用低密度蒸发方法，例如热蒸发。这些方法不能保证整个构件或同一批生产的构件之间具有均匀的沉积厚度。其它沉积方法(例如溅射)将保证均匀的岛状沉积，但是溅射提供了产生高水平衰减的金属密度，使得该***对于雷达天线前方的天线罩应用没有用处。
US 6,328,358公开了一种薄金属层，其包含沉积在金属部分区域上的铟，该金属部分区域可以在用于雷达装置的光束路径的塑料镀覆构件处从外部看到。然而，必须通过形成稳定的保护层使铟明亮膜层不会发生剥离、或被外力损坏、或被外部环境压力(例如，水或受到污染的空气)腐蚀来确保明亮设计和无线电透射耐久性的可靠性。
这是因为如下原因：铟是一种莫氏硬度等级的数值为1.2的非常柔软的金属材料；铟在上述环境压力下会发生腐蚀，因为它基本是金属材料；基于铟基本上是一种金属材料的事实，因此无线电透射损耗是以导电性损耗的形式出现的，因此必须通过确保膜厚度来保证耐久性的可靠性，使得可以获得铟的明亮效果设计而无需使铟膜层过多地增厚；并且，例如，因为铟的熔点是156℃(非常低)，当在树脂模塑部件上连续进行内衬树脂的二次成形时，铟层会由于熔融树脂的热量而熔化，在树脂模塑部件中，薄膜预先形成在基体的表面上。
虽然铟膜因为显示出金属色而适合于标志等的膜，但其带来的问题在于它易于剥落并且缺乏耐久性和耐磨性。而且，铟膜可以腐蚀，因为其基本是金属。因此，当设置包含二氧化硅的陶瓷膜时，耐久性得到改善，并且可以保护膜或涂料。然而，包含二氧化硅的陶瓷膜是无色的，因此不能提供例如金属色的外观。
以与本申请相同的申请人的名义的WO2012066417A1公开了一种装饰性天线罩，其包括：由无线电透射树脂制成的基材；装饰层，其包括施加到基材近端面的多个准金属或准金属合金(Si、Ge)层；覆盖装饰层的无线电透射树脂；覆盖装饰层的树脂，其包括装饰性油墨覆盖物。
考虑到有限数量的准金属，会发生一些美学限制。金属(例如，铝、铬、锡或银)在车辆中用作参考物或用于颜色匹配，而准金属提供不同的色调，因此颜色匹配并不总是仅通过该文献中描述的装饰来实现。
因此，本发明的目的是克服这些限制，提供下文中将公开的其它优点。
发明内容
根据本发明的车用天线罩包括由无线电透射树脂形成的基材，该基材具有近端面和远端面；以及施加至近端面的装饰层，该装饰层包含沉积在近端面表面上的准金属或准金属合金，其特点是，所述准金属或准金属合金与至少一种氧化物结合(combine)。
必须指出装饰层可以仅由准金属或准金属合金与一种或多种氧化物形成或由其组成。
优选地，一种或多种所述氧化物选自：钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)、镍(Ni)、铂(Pt)、硅(Si)、银(Ag)、铟(In)、铊(Tl)、镓(Ga)或铝(Al)，并且所述准金属或合金的准金属选自：硅、硼、锗、砷、锑和/或碲。
此外，根据本发明的车用天线罩还优选地包括覆盖装饰层的无线电透射树脂层，并且树脂层可包含装饰性油墨覆盖物。
有利的是，与所述氧化物混合(combine)的准金属或准金属合金通过任意合适的物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)工艺沉积在近端面的表面上。
本发明还涉及包含前述天线罩的车辆，其包括前格栅组件，天线罩定位在格栅组件内，车辆还包括位于天线罩后并与天线罩配准的雷达天线。
所述缺陷可以通过使用氧化物来克服。这些氧化物与准金属或准金属合金混合使用。
利用本发明的天线罩，可以提供以下优点：
-准金属装饰层在基材上的粘附性得以改进；
-准金属装饰层的耐腐蚀性得以改进；
-准金属装饰层的金属色调得以增强，从而与其它车辆金属装饰零件匹配；
-氧化物还具有低导电性，因此它们引入电磁波的失真可以忽略不计。
附图简要说明
图1是车辆的局部等距图，该车辆具有根据本发明构造且体现本发明的装饰性天线罩，该装饰性天线罩位于格栅组件内，并且雷达天线位于天线罩后；
图2是用发射和反射雷达波示意性表示的通过位于格栅内的一部分天线罩的示意性截面图，显示了位于天线罩后的车辆内雷达天线以及在车辆前的被检测物体；并且
图3是天线罩的等距图，显示出基底层、装饰层和保护性覆盖层。
优选实施方式的描述
首先，在本说明书和所附权利要求中，术语“准金属”是指任意以下化合物：硅、硼、锗、砷、锑和/或碲。
此外，在本说明书和所附权利要求中，术语“氧化物”是指任意以下氧化物：TixOy、VxOy、CrxOy、MnxOy、ZrxOy、NbxOy、MoxOy、HfxOy、TaxOy、WxOy、IrxOy、NixOy、PtxOy、AgxOy、InxOy、TlxOy、SixOy、GaxOy或AlxOy，即，含有钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)、镍(Ni)、铂(Pt)、银(Ag)、铟(In)、铊(Tl)、硅(Si)、镓(Ga)或铝(Al)的氧化物。
天线罩覆盖微波天线以保护天线免受雨、冰、风和其它环境条件的影响，并且还用于隐藏天线形态视图。主要要求是天线罩对雷达或无线电波是透明的，或者提供最小的信号衰减和/或失真。
本发明涉及包含一种或多种氧化物的准金属或准金属合金用于天线罩的用途。例如，本发明采用与氧化物混合的锗或硅——其为高电阻率(即，在20℃下为1欧姆米)的准金属——作为天线罩装饰层。
由于锗的熔点高达938.25℃(或硅的熔点高达1414℃)并且其沸点为2833℃(对于硅，沸点为3265℃)，因此不能类似于在铟的情况下所采用的热蒸发方法来沉积该元素。然而，这构成了一个优点。
根据本发明，物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)是用于将准金属和氧化物层沉积在包括基底层或基体的基材上的可能方法。由于这些技术的沉积过程，因此可以保证装饰层的均匀性。
本发明的用于汽车车辆应用的装饰性天线罩包括模塑天线罩，该天线罩具有包含树脂的基底层或基体，以及在基底层或基体表面上的明亮装饰层，该明亮装饰层包含与一种或多种氧化物混合的准金属(例如，锗硼、硅、砷、锑或碲)和/或准金属合金。
通过使用准金属和/或准金属合金和氧化物的层，与铟层或其它金属(如锡)层(如EP 1560288 A2中所提出的)相比，无线电透射率可以提高多个数量级。
金属(如铟或锡)的高导电性，结合通常所用沉积方法的厚度的可变性，需要在生产的最后阶段对各雷达窗口的雷达束流透射率进行测试。这大幅增加了天线罩的制造成本。
本发明与氧化物层混合的准金属的非常低的导电性允许人们避免对各天线罩进行测试的要求。
由于使用组合的准金属加氧化物层，因此不需要产生不施加金属装饰的区域，因为这样的层相对于雷达波显示出类似于电介质。与专利JP 2003-252137A中所列举的方法相比，这降低了本发明天线罩的制造中的工艺复杂性。
现在详细参考附图，其中在所有附图中，相同的数字将用于表示相同的部件，如图1所示，附图标记10通常表示根据本发明构造且体现本发明的装饰性天线罩，该装饰性天线罩构造成用于安装在机动车辆14的格栅组件12内。
雷达天线16位于车辆14内，并且在装饰性天线罩10的后面且与装饰性天线罩10配准。
图2包括天线罩10的截面，并显示了根据本发明的雷达天线的束路径。优选地，包括具有近端面和远端面的层或基体18的基材由具有低无线电透射损耗的透明或不透明树脂或导致低介电损耗的树脂模塑而成。在近端面的表面上，明亮装饰层20包括：准金属和/或准金属合金，其包含至少一种氧化物。
根据本发明，装饰层20具有均匀的厚度。通过用凸出和/或凹入的表面构造使基底层或基体18的近端面成形来提供装饰物(如车辆标志)。
本发明的装饰性天线罩10还可以包括透明树脂层22，该透明树脂层22覆在装饰层20上以使整个基体适应毫米波半波长(mill metric wave semi wave length)，导致雷达波的衰减更低。树脂层22可以模塑在基体18和装饰层20上，并且可以在其远端面上包括装饰性油墨覆盖物，该装饰性油墨覆盖物对装饰层20的装饰外观进行补充。
基底层或基体18包含提供低无线电透射损耗并且在介电特性方面优越的材料。例如，相对介电常数E'和介电损耗tan 0提供了介电性质的指示。
如前所述，雷达天线16安装在汽车14中并设置在前格栅组件12后。装饰性天线罩10设置在前格栅组件12内，该装饰性天线罩10包括汽车制造商的明亮金属标志或特定装饰。
参考图2，可以观察到，来自雷达装置16的毫米波23通过天线罩10向前辐射，并且来自物体26的反射波24通过天线罩10返回到雷达装置16。
装饰层20可以由多种准金属和/或准金属合金以及至少一个氧化物层或准金属和准金属合金的交替层形成，各层的厚度为1nm至500nm，更优选总厚度为约10nm至100nm，我们认为这是实现本发明目的和获得金属色效果的最有效的方法。
此外，装饰层可包括：一种准金属和/或准金属合金以及至少一种氧化物和另一准金属层的交替层。
因此，可以看出，提供了一种用于汽车应用的装饰性天线罩，其实现了本发明的各个方面、特征和考量，并且非常适合满足实际使用条件。
实施例：
在基材近端面上的装饰的可能的非限制性示例是包含硅和锗的多个准金属层、以及来自以下元素的多个氧化物沉积层：钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)、镍(Ni)、铂(Pt)、银(Ag)、铟(In)、铊(Tl)、硅(Si)、镓(Ga)或铝(Al)。
更优选地，以下层组合是合适的：二氧化钛(TiO2)+二氧化硅(SiO2)，二氧化钛(TiO2)+二氧化锗(GeO2)，五氧化二铌(Nb2O5)+二氧化硅(SiO2)，五氧化二铌(Nb2O5)+二氧化锗(GeO2)，氧化铬(Cr2O3)+二氧化硅(SiO2)，氧化铬(Cr2O3)+氧化锗(GeO2)，氧化铪(HfO2)+二氧化硅(SiO2)，氧化铪(HfO2)+二氧化锗(GeO2)，二氧化锆(ZrO2)+二氧化硅(SiO2)，二氧化锆(ZrO2)+二氧化锗(GeO2)。
由于本发明可以制造各种可能的实施方式，并且由于可以对本文所示的示例性实施方式进行各种改变而不脱离本发明的精神，因此应理解，本文中描述或附图示出的所有内容均为被解释为说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种车用天线罩(10)，其包括基材(18)和装饰层(20)，所述基材(18)由无线电透射树脂形成，该基材(18)具有近端面和远端面，所述装饰层(20)施加至近端面，该装饰层(20)包含沉积在近端面表面上的准金属或准金属合金，其特征在于，所述准金属或准金属合金与至少一种氧化物混合。
2.如权利要求1所述的车用天线罩(10)，其中，所述氧化物包含：钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铱(Ir)、镍(Ni)、铂(Pt)、银(Ag)、硅(Si)、铟(In)、铊(Tl)、镓(Ga)和/或铝(Al)。
3.如权利要求1所述的车用天线罩(10)，其中，所述准金属或合金的准金属选自：硅、硼、锗、砷、锑和/或碲。
4.如权利要求1所述的车用天线罩(10)，所述车用天线罩(10)还包括覆盖装饰层(20)的无线电透射树脂层(22)。
5.如权利要求4所述的车用天线罩(10)，其中，所述树脂层(22)包括装饰性油墨覆盖物。
6.如权利要求1所述的车用天线罩(10)，其中，与所述氧化物混合的准金属或准金属合金通过PVD磁控溅射沉积在近端面的表面上。
7.包含如前述权利要求中任一项所述天线罩(10)的车辆(14)，其包括前格栅组件(12)，天线罩(10)定位在格栅组件(12)内，车辆(14)还包括位于天线罩(10)后并与天线罩(10)配准的雷达天线(16)。
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