紧凑型屏蔽的车载雷达模块和方法
【专利说明】紧凑型屏蔽的车载雷达模块和方法
[0001]相关串请
[0002]本申请要求2013年10月1日提交的美国临时专利申请61/885，364的权益，其全部内容通过引用合并于此。
【背景技术】
[0003]1.
技术领域
[0004]本公开涉及车载雷达装置和方法，并且更特别地涉及具有改进的EMI屏蔽的车载雷达装置和方法。
[0005]2.对相关领域的讨论
[0006]现有的雷达传感器模块大体上包含两个分开的印刷电路板(PCB)。这两个PCB的其中一个通常包含用于处理无线电频率(RF)雷达信号的部件，另一个PCB通常包含用于处理数字信号处理(DSP)任务的部件。使用两PCB设计的传感器模块通常需要连接件和布线来连接这两个PCB，使得难以提供免受电磁干扰(EMI)的屏蔽。在这种装置中的有源部件之间保持充分的RF隔离也很困难。在一些传统的配置中，需要传导垫圈、RF吸收器和金属盖满足RF功能的和EMI屏蔽的要求。这种装置不仅笨重，而且制造昂贵。
【发明内容】
[0007]根据一个方面，提供了汽车雷达模块。该模块包含壳体和安装在壳体中的印刷电路板(PCB)，PCB具有无线电频率(RF)电子部件安装在其上的第一侧和数字电子部件安装在其上的第二侧。电磁干扰(EMI)屏蔽件安装在PCB的第一侧的上方，雷达罩安装在EMI屏蔽件的上方。EMI屏蔽件穿过EMI屏蔽件的一次表面包括至少一个开口，至少一个开口暴露PCB的一侧上RF部件的至少一部分。雷达罩包括伸出到EMI屏蔽件中的至少一个开口中的至少一个伸出部。雷达罩上的至少一个伸出部和EMI屏蔽件上至少一个开口的侧壁在PCB的第一侧上的RF部件的所述部分的上方限定屏蔽的区域。至少一个开口的侧壁关于EMI屏蔽件的一次表面的平面以锐角延伸，锐角基于雷达模块的操作参数被选择使得实现所期望的屏蔽性能。
[0008]在一些示例性实施例中，PCB和EMI屏蔽件在形成于壳体中的多个热融柱上安装在壳体中。
[0009]在一些示例性实施例中，壳体由塑料制成，在一些实施例中，塑料是导电的。在一些示例性实施例中，导电的镀层和/或涂料被应用到壳体。
[0010]在一些示例性实施例中，EMI屏蔽件由塑料制成，在一些实施例中，塑料是导电的。在一些示例性实施例中，导电的镀层和/或涂料被应用到壳体。
[0011]根据另一方面，提供了 EMI屏蔽汽车雷达模块的方法。根据该方法，将印刷电路板(PCB)安装在壳体中，PCB具有无线电频率(RF)电子部件安装在其上的第一侧和数字电子部件安装在其上的第二侧。将EMI屏蔽件安装在PCB的第一侧的上方，将雷达罩安装在EMI屏蔽件的上方。穿过EMI屏蔽件的一次表面形成至少一个开口，至少一个开口暴露PCB的第一侧上的RF部件的至少一部分。在雷达罩上形成至少一个伸出部，至少一个伸出部伸出到EMI屏蔽件中的至少一个开口中，使得至少一个伸出部和EMI屏蔽件上的至少一个开口的侧壁在PCB的第一侧上RF部件的所述部分的上方限定屏蔽的区域。关于EMI屏蔽件的一次表面的平面以锐角形成至少一个开口的侧壁，基于雷达模块的操作参数选择锐角使得实现所期望的屏蔽性能。
[0012]在一些示例性实施例中，在形成于壳体中的多个热融柱上将PCB和EMI屏蔽件安装在壳体中。
[0013]在一些示例性实施例中，壳体由塑料制成，在一些实施例中，塑料是导电的。在一些示例性实施例中，将导电的镀层和/或涂料应用到壳体。
[0014]在一些示例性实施例中，EMI屏蔽件由塑料制成，在一些实施例中，塑料是导电的。在一些示例性实施例，将导电的镀层和/或涂料应用到壳体。
【附图说明】
[0015]在接下来详细的描述中，通过本公开实施例的非限制性示例参考标注的多幅附图对本公开进一步进行描述，其中，同样的附图标记贯穿附图的几个视图表示相似的部分。
[0016]图1包含根据一些示例性实施例的从模块上方观察的汽车雷达模块的示意性分解立体图。
[0017]图2包含根据一些示例性实施例的从模块下方观察的汽车雷达模块的另一示意性分解立体图。
[0018]图3包含根据一些示例性实施例的图1和图2的汽车雷达模块的壳体的示意性俯视图。
[0019]图4包含根据一些示例性实施例的图1和图2的汽车雷达模块的印刷电路板(PCB)的示意性俯视图。
[0020]图5包含根据一些示例性实施例的图1和图2的汽车雷达模块的印刷电路板(PCB)的示意性仰视图。
[0021 ]图6A包含根据一些示例性实施例的图1和图2的汽车雷达模块的EMI屏蔽件的示意性俯视图。
[0022]图6B包含沿图6A的线d_d截取的图6A的EMI屏蔽件的示意性横截面视图。
[0023]图6C包含沿图6A的线e-e截取的图6A的EMI屏蔽件的示意性横截面视图。
[0024]图7包含根据一些示例性实施例的图1和图2的汽车雷达模块的雷达罩的示意性俯视图。
[0025]图8包含根据一些示例性实施例的图1和图2的汽车雷达模块的雷达罩的示意性仰视图。
[0026]图9A包含根据一些示例性实施例的图1和图2的汽车雷达模块的示意性立体图，并且模块被组装。
[0027]图9B包含沿图9A的线9B-9B截取的图9A的汽车雷达模块的示意性横截面视图。
[0028]图9C包含沿图9A的线9C-9C截取的图9A的汽车雷达模块的示意性横截面视图。
[0029]图9D包含沿图9A的线9D-9D截取的图9A的汽车雷达模块的示意性横截面视图。
【具体实施方式】
[0030]图1和图2包含从不同观察视角观察的汽车雷达模块的示意性分解立体图。具体地，图1包含根据一些示例性实施例的从模块上方观察的汽车雷达模块的示意性分解立体图；图2包含根据一些示例性实施例的从模块下方观察的汽车雷达模块的另一示意性分解立体图。
[0031]参考图1和图2，汽车雷达模块100包含模块100的部件安装于其中的壳体或基部102。模块100还包含以堆叠的配置被布置且被组装在一起的PCB 104、EMI屏蔽件106以及雷达罩或盖108。图3包含根据一些示例性实施例的壳体102的示意性俯视图。参考图1至图3，壳体102可以由塑料制成并且可以通过注射模制来形成。壳体102可以与用于电连接件的护罩116集成地形成，使得可以对模块100进行屏蔽的电连接。用于壳体102的塑料材料的使用有助于将模块雷达罩或盖108激光焊接到壳体102，以确保不透气的密封。
[0032]出于EMI屏蔽模块100的目的，壳体102的内表面是传导的。为了达到那个目的，壳体102的塑料材料可以是传导的塑料材料。替换地，或额外地，可以将传导的镀层或涂料应用到壳体102的内侧。壳体102还可以包含集成的热融柱(heat stake post) 110，集成的热融柱110用来经由孔122使PCB 104对齐、并且经由孔128使EMI屏蔽件106对齐、并且将壳体102、PCB 104和EMI屏蔽件106固定在一起。在热融柱110上执行热融操作之后，PCB 104的底表面119抵靠集成地形成在壳体102中的PCB安装架112的传导顶表面114牢固地且永久地固定。相似地，EMI屏蔽件106抵靠PCB 104的顶表面118牢固地且永久地固定。
[0033]图4和图5分别包含根据一些不例性实施例的PCB 104的不意性俯视图和不意性仰视图。参考图1至图5，PCB 104具有其上安装有部件、电路和装置(大体上由附图标记121标示)的第一侧或顶侧118，这些部件、电路和装置涉及雷达模块100的RF操作。例如，RF电路系统121可以包含一个或多个天线区域140a和140b，天线区域140a和140b分别包含天线贴片模式120a和120b。在一些示例性实施例中，天线区域140a至少部分地由传导迹线142a限定，传导迹线142a形成在PCB 104的顶表面118上并且至少部分地包围天线区域140a。相似地，天线区域140b至少部分地由传导迹线142b限定，传导迹线142b形成在PCB 104的顶表面上并且至少部分地包围天线区域140b。
[0034]PCB 104还具有其上安装有部件、电路和装置(大体上由附图标记125标示)的第二侧或底侧119，这些部件、电路和装置涉及模块100的数字电子操作。例如，诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、半导体存储器、输入/输出接口装置、和/或其它数字电子装置和独立部件的装置可以安装在PCB 104的第二侧或底侧119上。根据一些示例性实施例，PCB104的底侧119还包含传导迹线123，传导迹线123形成在底侧119上并且围绕PCB 104的周围至少部分地包围数字电子电路系统125。当PCB 104经由热融柱110组装到壳体102时，传导迹线123与集成地形成在壳体102中的PCB安装架112的传导顶表面114牢固地、永久地接触。结果，数字电子电路系统125被封闭在壳体102的底在PCB 104下方的区域内，这为数字电子电路系统125提供了 EMI屏蔽。
[0035]天线区域140a和140b分别包含天线贴片模式120a和120b并且形成在PCB 104的顶表面118上，根据示例性实施例，天线区域140a和140b也是EMI屏蔽的。当EMI屏蔽件106在PCB 104的顶表面118上方被组装时，开口 124a和124b被布置成分别包围并且因此暴露天线区域140a和140b。图6A至图6C详细地示出了 EMI屏蔽件106。具体地，图6A包含根据一些不例性实施例的EMI屏蔽件106的不意性俯视图；图6B包含沿图6A的线6B-6B截取的EMI屏蔽件106的示意性横截面视图；图6C包含沿图6A的线6C-6C截取的EMI屏蔽件106的示意性横截面视图。根据一些实施例，EMI屏蔽件1