一种毫米波雷达的制作方法

1.本公开涉及雷达探测技术领域，具体地，涉及一种毫米波雷达。


背景技术：

2.毫米波雷达，是工作在毫米波波段（millimeter wave）探测的雷达，通常毫米波是指30~300ghz频域（波长为1~10mm）的电磁波，能够利用高频电路产生特定调制频率（fmcw），通过天线发送电磁波和接收从目标反射回来，并通过发送和接收电磁波的参数来计算目标的各个参数。
3.具体地，毫米波雷达可以用于测量被测物体相对距离、相对速度以及方位等信息，早期被应用于军事领域，但随着雷达技术的发展与进步，毫米波雷达传感器开始应用于汽车电子、无人机、智能交通等多个领域。
4.毫米波雷达主要包含天线罩、pcb板和底盖，因毫米波雷达的探测精度高，故要求尽量多地减少外部信号的干扰，在此基础上，还增设了以下结构来屏蔽外部信号：
5.方案一、在底盖与pcb之间设有金属屏蔽罩，这样设置的优点在于结构简单，安装方便，但由于金属屏蔽罩质量较重，会增加毫米波雷达的整体重量，同时，将降低散热效率，致使毫米波雷达的应用范围受限；另外，由于金属板整体硬度较大，容易对底盖造成挤压，致使其应力集中而出现变形等情况；此外，基于金属屏蔽罩的设置，在加速、减速或者停止运行的时候，毫米波雷达产生的惯性较大，容易出现晃动，致使探测结果可能存在一定的误差；
6.方案二、在底盖的内壁面涂设pvd涂层，pvd是英文physical vapor deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用真空镀膜设备气体放电使钛板蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。这样的优点在于提高了底盖的表面硬度和抗磨耗性。但这样也存在以下缺点，例如pvd涂层工作需要在高温和真空环境下进行，对设备、设施等生产设备的要求较高，也由此增加了生产成本；并且，在生产过程中造成的污染大，不能满足当前节能减排的环境保护需求，此外，还存在一定的安全隐患。
7.因此，现有技术中毫米波雷达难以有效兼顾外部信号屏蔽效果、探测结果准确性以及运行过程稳定性的问题，还需要提出一种更为合理的技术方案，以解决当前的技术问题。


技术实现要素：

8.本公开的目的是提供一种毫米波雷达，以解决现有技术中毫米波雷达难以有效兼顾外部信号屏蔽效果、探测结果准确性以及运行过程稳定性的问题。
9.为了实现上述目的，本公开提供一种毫米波雷达，包括天线罩、pcb板和底盖，所述底盖上设有与所述pcb板相适应的容纳槽；所述pcb板设置于所述容纳槽中；其中，所述天线罩的材料为玻纤复合材料，以使得毫米波和激光均能够透过所述天线罩；至少所述底盖的
底壁材料为碳纤复合材料，以使得所述底盖能够屏蔽其背部信号；
10.所述底盖上设有凸出的定位凸缘，所述天线罩设有与所述定位凸缘相适配的定位槽，所述定位凸缘插设于所述定位槽中；其中，所述底盖与所述天线罩的结合处激光焊接，以使得所述天线罩能够密封盖合于所述底盖。
11.在一种可能的设计中，所述底盖呈方盒状，在所述底盖的每个棱角处均设有一个安装座，每两个安装座分别设置于所述底盖的同一侧的外侧壁；
12.其中，所述安装座与所述底盖之间设有避让口，以当所述安装座受到外力时，所述安装座可朝向所述避让口挤压。
13.在一种可能的设计中，每个安装座上均设有安装孔和缓冲槽，所述缓冲槽配置为多个并布设于所述安装孔的外周。
14.在一种可能的设计中，在所述底盖的同一侧的两个安装座上，两个安装座相对外侧的缓冲槽的深度小于相对内侧的缓冲槽的深度。
15.在一种可能的设计中，沿背离所述底盖的侧壁的方向，所述避让口的开口尺寸逐渐增大。
16.在一种可能的设计中，天线罩包括罩体部和嵌接部，所述嵌接部设于所述罩体部的外周，且所述嵌接部设有所述容纳槽；其中，所述天线罩激光透过部位的厚度lh为1.0~1.5mm；
17.所述容纳槽的槽深ls为0.8~1.5mm，所述容纳槽的槽宽lk为1.5~2.0mm。
18.在一种可能的设计中，所述底盖呈方盒状，其每个边角均设有定位柱；所述pcb板形成为与所述底盖相适配的结构，且所述pcb板上设有四个与所述定位柱相适配的定位孔，以能够插设于所述定位柱中；
19.所述底盖的侧壁还设有用于抵压所述pcb板的卡扣，所述卡扣的顶面为斜面，卡扣的底面为水平面；所述定位柱的边缘设有圆角。
20.在一种可能的设计中，所述底盖的底壁上形成有至少一段曲面。
21.在一种可能的设计中，所述底盖上还设有插入结构以及多个抗弯肋，所述抗弯肋分别连接于所述底盖的底壁和侧壁，并沿所述底盖的宽度方向间隔设置，所述抗弯肋与所述插入结构对向设置。
22.在一种可能的设计中，所述底盖的侧壁上还设有加强肋，所述加强肋配置为多个，并沿所述底盖的长度方向间隔设置。
23.通过上述技术方案，可以通过天线罩、pcb板以及底盖所形成的三层结构来保证毫米波雷达的使用性能，同时减轻毫米波雷达的整体重量。这样在遇到冲击或者触碰时，能够减少对外力的敏感性，减少对pcb板的影响，进而保证毫米波雷达在使用过程中的稳定性。
24.由此，可以摒弃传统的金属屏蔽罩和pvd涂层，从而减轻毫米波雷达的重量和降低对环境的污染。同时，还能够减少生产成本。
25.需要说明的是，在本公开中，pcb板采用现有技术制备，因pcb板的结构以及工作原理均为本领域技术人员的公知常识，故而在此不再进行赘述。
26.在应用时，该毫米波雷达可以通过给目标连续发送毫米波信号，然后用传感器接收从物体返回的毫米波，通过探测毫米波的飞行（往返）时间来得到目标物距离。同时，根据多普勒效应，毫米波雷达通过计算返回接收天线的雷达波的频率变化就可以得到目标相对
于雷达的运动速度，简单地说就是相对速度与频率变化量成正比。此外，还可以通过并列的接收天线收到同一目标反射的雷达波的相位差计算得到目标的方位角。
27.基于毫米波雷达的工作原理，其能够有效地进行全天候工作，并且不受光线、雾霾、沙尘暴等恶劣天气的影响地形跟踪、导弹引信、船用导航等方面，可用于汽车导航、地形跟踪、船用导航等任意合适的场景，具有较好的灵活性和适用性。
28.具体地，在本公开中，天线罩采用玻纤复合材料（例如pbt+pc-gf）制成，这样一来，可以使天线罩既具有结晶材料pbt的耐化学性以及易于成型等特点，又兼备非结晶材料pc的韧性和尺寸稳定性，同时，使得天线罩还具有较好的耐水解性，故而使毫米波雷达能够适应裸露环境，并保证其耐久性和耐候性。需要注意的是，采用激光焊接时，需要保证焊接处能够透过激光和毫米波，由此避免对激光和毫米波的透过性造成影响，进而保证该毫米波雷达探测结果的准确性和有效性。并且采用激光焊接的方式，还能够保证天线罩与底盖之间的密封性，并且提高两者之间的连接强度。
29.在本公开中，底盖由碳纤复合材料（例如pbt-cf）制成，基于这种材质，可以提高底盖的热导率，同时，还使得底盖热导率具有方向性，pbt-cf复合材料层内方向的热导率高于层间方向的热导率。这样一来，可以通过底盖实现快速有效地散热，进而pcb板能够在适宜温度下有效运行。而与此同时，采用碳纤复合材料制成的底盖对外部信号还具有较好的屏蔽效果，能够起到与金属屏蔽罩和pvd涂层相同或者相似的信号屏蔽效果。
30.由此，使毫米波可以高效地发射至外部，并有效地反射回来，保证信号探测的准确性。
31.本公开的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
32.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
33.图1是毫米波雷达在一种视角下的立体结构示意图；
34.图2是毫米波雷达在另一种视角下的立体结构示意图；
35.图3是毫米波雷达在一种实施例中的爆炸结构示意图；
36.图4是毫米波雷达中天线罩在一种实施例中的立体结构示意图；
37.图5是毫米波雷达中天线罩在一种实施例中的剖视结构示意图；
38.图6是毫米波雷达中pcb板在一种实施例中的立体结构示意图；
39.图7是毫米波雷达中底盖在一种实施例中的立体结构示意图；
40.图8是图7中a部分的放大结构示意图。
41.附图标记说明
42.1-天线罩，11-定位槽，2-pcb板，21-定位孔，3-底盖，301-平面段，302-曲面段，31-定位凸缘，32-定位柱，33-卡扣，34-抗弯肋，35-加强肋，36-插入结构，4-安装座，41-安装孔，42-缓冲槽，5-避让口。
具体实施方式
43.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。
44.根据本公开的具体实施方式，提供了一种毫米波雷达，其中，图1至图8示出了其中一种具体实施方式。
45.参阅图1至图8所示，该毫米波雷达包括天线罩1、pcb板2和底盖3，底盖3上设有与pcb板2相适应的容纳槽；pcb板2设置于容纳槽中；其中，天线罩1的材料为玻纤复合材料，以使得毫米波和激光均能够透过天线罩1。毫米波雷达在裸露环境下使用时，会与大气、水及生物接触。而本公开提供的天线罩1，基于其结构和材质特点，具有于一定的耐久性、耐候性和耐水解性，不仅可以防止其表面出现开裂或者凹陷等问题，还可以保证其使用寿命和使用效果，具有较好的实用性。
46.底盖3的材料为碳纤复合材料，以使得底盖3能够屏蔽其背部信号，从而减少背部信号对pcb板的干扰。底盖3上设有凸出的定位凸缘31，天线罩1设有与定位凸缘31相适配的定位槽11，定位凸缘31插设于定位槽11中；其中，底盖3与天线罩1的结合处激光焊接，以使得天线罩1能够密封盖合于底盖3，从而使得天线罩1和底盖3之间能够形成相对密封的环境。
47.这样，一方面，可以保证天线罩1与底盖3之间的连接强度；另一方面，可以起到一定的阻隔作用，即防止灰尘、蚊虫、水等异物进入至该毫米波雷达的内部；再一方面，还可以减少外部信号的干扰，从而保障该毫米波雷达在运行过程中的稳定性。
48.通过上述技术方案，可以通过天线罩1、pcb板2以及底盖3所形成的三层结构来保证毫米波雷达的使用性能，同时减轻毫米波雷达的整体重量。这样在遇到冲击或者触碰时，能够减少对外力的敏感性，减少对pcb板2的影响，进而保证毫米波雷达在使用过程中的稳定性。
49.这样一来，可以摒弃传统的金属屏蔽罩和pvd涂层，从而减轻毫米波雷达的重量和降低对环境的污染。同时，还能够减少生产成本，具有较好的经济性和环保性。
50.需要说明的是，在本公开中，pcb板2采用现有技术制备，因pcb板2的结构以及工作原理均为本领域技术人员的公知常识，故而在此不再进行赘述。
51.在应用时，该毫米波雷达可以通过给目标连续发送毫米波信号，然后用传感器接收从物体返回的毫米波，通过探测毫米波的飞行（往返）时间来得到目标物距离。同时，根据多普勒效应，毫米波雷达通过计算返回接收天线的雷达波的频率变化就可以得到目标相对于雷达的运动速度，简单地说就是相对速度与频率变化量成正比。此外，还可以通过并列的接收天线收到同一目标反射的雷达波的相位差计算得到目标的方位角。
52.基于毫米波雷达的工作原理，其能够有效地进行全天候工作，并且不受光线、雾霾、沙尘暴等恶劣天气的影响地形跟踪、导弹引信、船用导航等方面，可用于汽车导航、地形跟踪、船用导航等任意合适的场景，具有较好的灵活性和适用性。
53.具体地，在本公开中，天线罩1采用玻纤复合材料（例如pbt+pc-gf）制成，这样一来，可以使天线罩1既具有结晶材料pbt的耐化学性以及易于成型等特点，又兼备非结晶材料pc的韧性和尺寸稳定性，同时，使得天线罩1还具有较好的耐水解性，故而使毫米波雷达能够适应裸露环境，并保证其耐久性和耐候性。由此，使毫米波可以高效地发射至外部，并有效地反射回来，保证信号探测结果的准确性。
54.采用激光焊接时，需要保证焊接处能够透过激光和毫米波，由此避免对激光和毫米波的透过性造成影响，进而保证该毫米波雷达探测结果的准确性和有效性。并且，采用激
光焊接的方式，还能够保证天线罩1与底盖3之间的密封性，并且提高两者之间的连接强度。
55.在本公开中，底盖3由碳纤复合材料（例如pbt-cf）制成，基于这种材质，可以提高底盖3的热导率，同时，还使得底盖3热导率具有方向性，pbt-cf复合材料层内方向的热导率高于层间方向的热导率。这样一来，可以通过底盖3实现快速有效地散热，进而pcb板2能够在适宜温度下有效运行。而与此同时，采用碳纤复合材料制成的底盖3对外部信号还具有较好的屏蔽效果，能够起到与金属屏蔽罩和pvd涂层相同或者相似的信号屏蔽效果。
56.在本公开提供的一种实施例中，所述底盖呈方盒状，在所述底盖的每个棱角处均设有一个安装座，每两个安装座分别设置于所述底盖的同一侧的外侧壁，由此通过该安装座4将毫米波雷达安装至汽车、船舶或者机动设备上。
57.在本公开提供的具体实施方式中，安装座4可以配置为任意合适的结构。
58.具体地，所述安装座与所述底盖之间设有避让口，以当所述安装座受到外力时，所述安装座可朝向所述避让口挤压。这样一来，可以通过安装座4在挤压过程中产生的形变来减少对底盖3的冲击，由此间接的减少对pcb板2的影响，提高了毫米波雷达在运行过程中的稳定性。
59.具体地分析，当毫米波雷达受到冲击时，首先是安装座4与接触物直接接触，而在此过程中，基于避让口5的存在，安装座4能够朝向避让口5挤压，由此将刚性冲击转化为柔性冲击，由此降低振动程度，进而对pcb板2起到一定的保护作用，具有较好的实用性。
60.在本公开提供的再一种实施例中，还可以在每个安装座4上均设置安装孔41和缓冲槽42。缓冲槽42配置为多个并布设于安装孔41的外周。
61.可以理解的是，基于缓冲槽42的设计，容易应力集中而出现变形，故而在受到外力时，首先是缓冲槽42变形，其后才是其它部位变形。这样一来，可以通过缓冲槽42的变形来减少部分动能，从而避免巨大的冲击力直接作用到底盖3，进而影响毫米波雷达的有效运行。
62.在本公开中，缓冲槽42设置为多个，有益于使应力分散，从而提高对刚性冲击的缓冲效果。
63.基于安装孔41的设置，具体在应用时，可以通过该安装孔41将毫米波雷达安装在汽车上，例如通过螺钉或者螺栓将毫米波雷达安装在汽车上，这样可便于安装和拆卸。而在一些其它的实施例中，也可以设置与该安装孔41相适配的球头，从而通过卡接的方式使球头卡设于安装孔41中。
64.而在其它的实施例中，还可以是通过胶接的方式来将安装座4固定到汽车、船舶或者机动设备上。对此，本领域技术人员可以根据毫米波雷达的应用场景灵活设置，本公开对此不做限制。
65.为了提高缓冲效果，安装座4的边缘设置为圆角，这样当受到冲击时，基于圆角的设置，可以使安装座4沿触碰面平顺地滑动，由此减少对底盖3的冲击。
66.在本公开提供的一种实施例中，在所述底盖3的同一侧的两个安装座4上，两个安装座4相对外侧的缓冲槽42的深度小于相对内侧的缓冲槽42的深度。换句话说，在水平方向上，背离于底盖3的缓冲槽42的深度小于靠近底盖3的缓冲槽42的深度。参阅图1所示，在该实施例中，最外侧的缓冲槽42深度最小。这样一来，可以提高安装座4最外侧缓冲槽42的耐冲击性，进而使得安装座4能够均衡地承重，避免安装座的部分区域应力集中而出现缺口。
由此，通过这种方式提高安装座4的整体耐冲击效果。
67.需要说明的是，安装座4采用注塑成型的方式制得，在注塑时会不可避免的产生熔接痕，而该熔接痕恰好为安装座4的薄弱处。故而在实际应用时，通过调整安装座4的缓冲槽深度的这种方式，还可以间接地调节熔接痕的产生位置，即，避免熔接痕产生在安装座4最容易承受冲击的部位。这样一来，安装座4在承受冲击时，可以避开熔接痕位置（薄弱处），从而提高安装4的抗冲击强度。
68.沿背离底盖3的侧壁的方向，避让口5的开口尺寸逐渐增大。这样一来，可以使得安装座4能够朝向避让口5均匀地变形。
69.参阅图8所示，在该实施例中设有7个缓冲槽42，这7个缓冲槽42沿安装孔41的圆周方向布设，这样可以在受到碰撞或者其它冲击的情况下起到一定的缓冲效果，进而减少对底盖3的影响，提高毫米波雷达在运行过程中的稳定性。
70.在本公开提供的一种实施例中，所述天线罩包括罩体部和嵌接部，所述嵌接部设于所述罩体部的外周，且所述嵌接部设有所述容纳槽；其中，所述天线罩激光透过部位的厚度lh为1.0~1.5mm；所述容纳槽的槽深ls为0.8~1.5mm，所述容纳槽的槽宽lk为1.5~2.0mm。
71.这样设置，不仅可以达到良好的激光焊接效果，同时，还有益于在保证毫米波穿透性的基础上，降低天线罩1的厚度，使得整个毫米波雷达能够保持在较佳值。还可以保证天线罩1的耐久性、耐候性和耐水解性，从而使其有效地适应户外的恶劣环境。
72.具体地，作为一种选择，所述天线罩激光透过部位的厚度lh为1.0mm；所述容纳槽的槽深ls为0.8mm，所述容纳槽的槽宽lk为1.5mm；作为另一种选择，所述天线罩激光透过部位的厚度lh为1.3mm；所述容纳槽的槽深ls为1.0mm，所述容纳槽的槽宽lk为1.8mm；作为再一种选择，所述天线罩激光透过部位的厚度lh为1.5mm；所述容纳槽的槽深ls为1.5mm，所述容纳槽的槽宽lk为2.0mm。对此，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置。
73.在本公开提供的一种实施例中，底盖3呈方盒状，其每个边角均设有定位柱32；pcb板2形成为与底盖3相适配的结构，且pcb板2上设有四个与定位柱32相适配的定位孔21，以能够插设于定位柱32中。这样一来，安装pcb板2的时候，能够通过定位柱32起到一定的定位和限位效果，由此实现pcb板2的快速安装。
74.进一步地，底盖3的侧壁还设有用于抵压pcb板2的卡扣33，卡扣33的顶面为斜面，卡扣33的底面为水平面。斜面的设置，有益于引导pcb板2滑入至容纳槽中。这样一来，可以通过定位柱32、卡板以及底盖3的侧壁共同对pcb板2的位置起到一定的限制作用，由此限制pcb板2在各个方向的自由度，进而提高pcb板2位置的可靠性，间接地保证了毫米波雷达在运行过程中的稳定性。
75.在本公开中，定位柱32的边缘设有圆角。这样一来，可以通过该圆角减少阻塞，从而使pcb板2顺畅地插入至定位柱32上，一方面有益于提高工作效率，另一方面有益于减少对pcb板2的刮擦。
76.在本公开提供的具体实施方式中，底盖3的底壁上形成有至少一段曲面。这样可以增大底盖3与空气的接触面积，由此提高散热效率。
77.在一种实施例中，底盖3的底壁形成有两个曲面段302。具体地，底盖3的底壁包括平面段301和两个曲面段302，曲面段302分别位于平面段301两端并且连接于平面段301；其中，平面段301凹向底盖3中心，并且与曲面段302一体成型。这样设置，可以增大底盖3与空
气的接触面积，由此提高散热效率。
78.而在其它实施例中，底盖3的底壁可以形成三段或者五段曲面段302，这样可以进一步地增大与空气的接触面积，提高散热效果。对此，在本公开的技术构思下，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置。
79.参阅图7所示，在本公开中，底盖3上还设有用于插设pin针的插入结构36以及多个抗弯肋34。其中，抗弯肋34分别连接于底盖3的底壁和侧壁，并沿底盖3的宽度方向间隔设置，抗弯肋34与插入结构36对向设置。基于抗弯肋34的设置，可以对底盖3的侧壁和底壁起到一定的支撑作用，从而有效地防止底盖3的底壁出现弯曲卷翘的情况，提高底盖3的侧壁的抗弯强度，保证了底盖3侧壁的平整度。
80.参阅图7所示，底盖3的侧壁上还设有加强肋35，加强肋35配置为多个，并沿底盖3的长度方向间隔设置。这样一来，可以通过加强肋35对底盖3的侧壁起到一定的支撑作用，这样可以起到较好的增强效果，保证底盖3侧壁与底壁之间相对位置的可靠性。
81.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。