(57)【要約】  勾配誘電率フィルムは、（ａ）第１の比誘電率（εｒ１）を有する第１の材料の第１の連続マトリックスと、第１の連続マトリックス中に分散された第２の比誘電率（εｒ２）を有する第２の構成要素と、を含む第１の誘電率層であって、第１の実効層比誘電率（ε１）及び厚さ（Ｔ１）を有する第１の誘電率層と、（ｂ）第１の誘電率層上に配置され、第２の実効層比誘電率（ε２）及び厚さ（Ｔ２）を有する第２の誘電率層と、を備える。Ｔ１＝０．８（ｔ１）〜１．２（ｔ１）であり、式中、    【数１】2021521577.tif 000028  であり、Ｔ２＝０．８（ｔ２）〜１．２（ｔ２）であり、式中、    【数２】2021521577.tif 000029  である。
2021521577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
勾配誘電率フィルムであって、
第１の比誘電率（εｒ１）を有する第１の材料の第１の連続マトリックスと、前記第１の連続マトリックス中に分散された第２の比誘電率（εｒ２）を有する第２の構成要素と、を含む第１の誘電率層であって、第１の実効層比誘電率（ε１）及び厚さ（Ｔ１）を有する第１の誘電率層と、
前記第１の誘電率層上に配置された、第２の実効層比誘電率（ε２）及び厚さ（Ｔ２）を有する第２の誘電率層と、を備え、
前記勾配誘電率フィルムは、５０％より大きいヘイズ、又は５０％未満の可視光の透過率を有し、
ε１は、２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数範囲内の少なくとも１つの周波数（ｆ）について、少なくとも１０％だけε２よりも大きく、
ε１＝１．１〜１０であり、
ε２＝１．１１〜１０であり、
Ｔ１＝０．８（ｔ１）〜１．２（ｔ１）であり、式中、
【数１】
2021521577.tif 000024
であり、
Ｔ２＝０．８（ｔ２）〜１．２（ｔ２）であり、式中、
【数２】
2021521577.tif 000025
であり、
εｒ１は、前記周波数ｆについてεｒ２より大きい、
勾配誘電率フィルム。
【請求項２】
前記第２の誘電率層は、接着剤である、請求項１に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３】
前記第２の誘電率層は、アクリルフォーム接着剤である、請求項２に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項４】
前記第２の誘電率層は、第４の比誘電率（εｒ４）を有する第４の材料の第２の連続マトリックスと、前記第２の連続マトリックス中に分散された第５の比誘電率（εｒ５）を有する第５の構成要素と、を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項５】
ε１は、１．３〜１．６である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項６】
ε２は、１．９〜２．６である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項７】
ｆは、２０ＧＨｚ〜１２０ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項８】
ｆは、２０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項７に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項９】
ｆは、２０ＧＨｚ〜８１ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項８に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１０】
ｆは、７６ＧＨｚ〜８１ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項９に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１１】
ｆは、２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項９に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１２】
Ｔ１は、７００μｍ〜１２００μｍであり、Ｔ２が、４００μｍ〜９００μｍである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１３】
Ｔ１は、８００μｍ〜９００μｍであり、Ｔ２が、６００μｍ〜８００μｍである、請求項１２に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１４】
前記第２の構成要素は、第３の比誘電率（εｒ３）を有する第３の構成要素内に配置されており、前記周波数ｆについて、εｒ２≦εｒ３である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１５】
前記第３の構成要素は、ガラスであり、前記第２の構成要素は、空気である、請求項１４に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１６】
前記第１の構成要素は、ポリマー材料を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１７】
前記第１の連続マトリックスは、不織布材料である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１８】
前記第２の構成要素は、空気である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項１９】
前記第１の誘電率層は、前記第２の誘電率層にラミネートされている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２０】
前記第１の誘電率層の反対側の前記第２の誘電率層上に配置されたバッキング層を更に備える、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２１】
勾配誘電率フィルムであって、
第１の比誘電率（εｒ１）を有する第１の材料の第１の連続マトリックスと、前記第１の連続マトリックス中に分散された第２の比誘電率（εｒ２）を有する第２の構成要素と、を含む第１の誘電率層であって、第１の実効層比誘電率（ε１）及び厚さ（Ｔ１）を有する第１の誘電率層と、
前記第１の誘電率層上に配置された、第２の実効層比誘電率（ε２）及び厚さ（Ｔ２）を有する第２の誘電率層と、を備え、
前記勾配誘電率フィルムは、５０％より大きいヘイズ、又は５０％未満の可視光の透過率を有し、
ε１は、２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数範囲内の少なくとも１つの周波数（ｆ）について、少なくとも１０％だけε２よりも大きく、
ε１＝１．１〜１０であり、
ε２＝１．１１〜１０であり、
Ｔ１＝０．８（ｔ１）〜１．２（ｔ１）であり、式中、
【数３】
2021521577.tif 000026
であり、
Ｔ２＝０．８（ｔ２）〜１．２（ｔ２）であり、式中、
【数４】
2021521577.tif 000027
であり、
εｒ１は、前記周波数ｆについてεｒ２より大きい、
勾配誘電率フィルム。
【請求項２２】
前記第２の誘電率層は、接着剤である、請求項２１に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２３】
前記第２の誘電率層は、アクリルフォーム接着剤である、請求項２２に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２４】
前記第２の誘電率層は、第４の比誘電率（εｒ４）を有する第４の材料の第２の連続マトリックスと、前記第２の連続マトリックス中に分散された第５の比誘電率（εｒ５）を有する第５の構成要素と、を含む、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２５】
ε１は、１．３〜１．６である、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２６】
ε２は、１．９〜２．６である、請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２７】
ｆは、２０ＧＨｚ〜１２０ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２８】
ｆは、２０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項２７に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項２９】
ｆは、２０ＧＨｚ〜８１ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項２８に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３０】
ｆは、７６ＧＨｚ〜８１ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項２９に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３１】
ｆは、２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの周波数範囲内にある、請求項２９に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３２】
Ｔ１は、１４００μｍ〜２４００μｍであり、Ｔ２は、４００μｍ〜９００μｍである、請求項２１〜３１のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３３】
Ｔ１は、１６００μｍ〜１８００μｍであり、Ｔ２は、６５０μｍ〜９００μｍである、請求項３２に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３４】
前記第２の構成要素は、第３の比誘電率（εｒ３）を有する第３の構成要素内に配置されており、前記周波数ｆについて、εｒ２≦εｒ３である、請求項２１〜３３のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３５】
前記第３の構成要素は、ガラスであり、前記第２の構成要素は、空気である、請求項３４に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３６】
前記第１の構成要素は、ポリマー材料を含む、請求項２１〜３５のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３７】
前記第１の連続マトリックスは、不織布材料である、請求項２１〜３５のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３８】
前記第２の構成要素は、空気である、請求項２１〜３７いずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項３９】
前記第１の誘電率層は、前記第２の誘電率層にラミネートされている、請求項２１〜３８のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項４０】
前記第１の誘電率層の反対側の前記第２の誘電率層上に配置されたバッキング層を更に備える、請求項２１〜３９のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルム。
【請求項４１】
車両バンパーフェイシアに取り付けられた、請求項１〜４０のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルムを備えるアセンブリ。
【請求項４２】
前記勾配誘電率フィルムの前記車両バンパーフェイシアへの取り付け位置において、前記車両バンパーフェイシアの比誘電率は、ε１から１０％以内である、請求項４１に記載のアセンブリ。
【請求項４３】
前記車両バンパーフェイシアの前記比誘電率は、ε１から５％以内である、請求項４２に記載のアセンブリ。
【請求項４４】
自動車用レドームに取り付けられた、請求項１〜４０のいずれか一項に記載の勾配誘電率フィルムを備えるアセンブリ。
【請求項４５】
前記勾配誘電率テープと前記自動車用レドームとの取り付け位置において、前記自動車用レドームの比誘電率は、ε１から１０％以内である、請求項４４に記載のアセンブリ。
【請求項４６】
前記自動車用レドームの前記比誘電率は、ε１から５％以内である、請求項４５に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電波発生及び受信ユニットを有するシステムにおいて有用な勾配誘電率フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電波は、空気と比誘電率が比較的高い材料との間の鮮鋭な境界で反射されることがある。そのような反射は、特定の用途では望ましくない場合がある。
【発明の概要】
【０００３】
簡潔には、一態様では、本発明は、（ａ）第１の比誘電率（εｒ１）を有する第１の材料の第１の連続マトリックスと、第１の連続マトリックス中に分散された第２の比誘電率（εｒ２）を有する第２の構成要素と、を含む第１の誘電率層であって、第１の実効層比誘電率（ε１）及び厚さ（Ｔ１）を有する第１の誘電率層と、（ｂ）第１の誘電率層上に配置された、第２の実効層比誘電率（ε２）及び厚さ（Ｔ２）を有する第２の誘電率層と、を備える勾配誘電率フィルムを提供し、勾配誘電率フィルムは、５０％より大きいヘイズ、又は５０％未満の可視光の透過率を有し、
ε１は、２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数範囲内の少なくとも１つの周波数（ｆ）について、少なくとも１０％だけε２よりも大きく、
ε１＝１．１〜１０であり、
ε２＝１．１１〜１０であり、
Ｔ１＝０．８（ｔ１）〜１．２（ｔ１）であり、式中、
【数１】
2021521577.tif 000003
であり、
Ｔ２＝０．８（ｔ２）〜１．２（ｔ２）であり、式中、
【数２】
2021521577.tif 000004
であり、
εｒ１は、周波数ｆについてεｒ２より大きい。
【０００４】
別の態様では、本発明は、（ａ）第１の比誘電率（εｒ１）を有する第１の材料の第１の連続マトリックスと、第１の連続マトリックス中に分散された第２の比誘電率（εｒ２）を有する第２の構成要素と、を含む第１の誘電率層であって、第１の実効層比誘電率（ε１）及び厚さ（Ｔ１）を有する第１の誘電率層と、（ｂ）第１の誘電率層上に配置された、第２の実効層比誘電率（ε２）及び厚さ（Ｔ２）を有する第２の誘電率層と、を備える勾配誘電率フィルムを提供し、
勾配誘電率フィルムは、５０％より大きいヘイズ、又は５０％未満の可視光の透過率を有し、
ε１は、２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの周波数範囲内の少なくとも１つの周波数（ｆ）について、少なくとも１０％だけε２よりも大きく、
ε１＝１．１〜１０であり、
ε２＝１．１１〜１０であり、
Ｔ１＝０．８（ｔ１）〜１．２（ｔ１）であり、式中、
【数３】
2021521577.tif 000005
であり、
Ｔ２＝０．８（ｔ２）〜１．２（ｔ２）であり、式中、
【数４】
2021521577.tif 000006
であり、
εｒ１は、周波数ｆについてεｒ２より大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】勾配誘電率フィルムの側面立面断面図である。
【図２】別の勾配誘電率フィルムの側面立面断面図である。
【図３】勾配誘電率フィルムの不織布構成要素の側面立面断面図である。
【図４】勾配誘電率テープの側面立面断面図である。
【図５】２層積層された１／４波長フィルムのモデリング結果を示す。
【図６】積層された半波長及び１／４波長フィルムのモデリング結果を示す。
【図７】２層積層された１／４波長フィルムのモデリング結果を示す。
【図８】積層された半波長及び１／４波長フィルムのモデリング結果を示す。
【図９】多層勾配誘電率テープの側面立面断面図である。
【図１０】表面に取り付けられた単一層の勾配誘電率フィルムの側面立面断面図である。
【図１１】比較例１からのレーダー信号プロットのグラフである。
【図１２】実施例１からのレーダー信号プロットのグラフである。
【図１３】実施例２からのレーダー信号プロットのグラフである。
【図１４】実施例３からのレーダー信号プロットのグラフである。
【図１５】比較例２からのレーダー信号プロットのグラフである。
【図１６】アンテナの反射係数を示す。
【図１７】アンテナの全体反射係数を示す。
【図１８】実施例５からのモデリング結果を示す。
【図１９】実施例９からのモデリング結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
レーダー（無線検出及び測距）ユニットなどの電波発生及び受信ユニットは、多様かつ成長する用途空間において有用であり得る。例えば、ドライバの安全を向上させ、車両周囲及び周囲条件に関して感知及び警告し、部分的又は完全な自律運転機能を可能にするために、自動車がますますセンサを組み込むにつれて、１つ以上のレーダーユニットが組み込まれることがある。自動車用レーダー用途では、マイクロ波発生及び受信ユニットを使用することができ、したがって、本出願の目的のために、「レーダー」及び「電波」は、マイクロ波範囲の周波数も含むものとする。電力消費、安全性、及び規制上の理由のために、これらのレーダーユニットは、一例として航空交通監視用途に使用されるものと比較して、比較的低電力であり得る。したがって、これらの低電力ユニットの信号対雑音比は、干渉又は減衰に対してより敏感であり得る。
【０００７】
これらのレーダーユニットを汚れの蓄積若しくは雪及び雨などの気象要素から保護するために、又は、回転若しくは移動構成要素の場合には、怪我若しくは偶発的損傷から人々を保護するために、ユニットは、典型的にはカバーで保護される。場合によっては、この保護カバーは、レドームと呼ばれる。代わりに又は加えて、これらのユニットは、時には車両の本体内に埋め込まれる。いくつかの実施形態では、これらのユニットは、保護カバーとして機能するバンパーフェイシア又は別の車両フェイシアの背後又は内部に配置される。対象の方向に応じて、これらのレーダーユニットは、車両上の任意の位置に配置することができる。典型的には、それらは、レーダーユニットとその潜在的又は意図した検出標的との間に最少量の材料が配置されるように、構成される。
【０００８】
しかし、保護カバーは、典型的には、これらレーダーユニットと共に使用することが必要である又は望ましいため、電波発生ユニットによって発生され電波受信ユニットによって受信される電波は、電気誘電率の急激な増加を含む境界面を通過しなければならない。本明細書で使用するとき、材料の誘電率と真空の誘電率との比である、所与の周波数に対する比誘電率は、材料自体の内部に電界を形成することに対する材料の抵抗を測定する。プラスチック車両フェイシアなどの非空気材料との境界面で空気中を移動する電波が遭遇することになるような、この値の急激な変化は、電波の少なくとも一部をこの境界で反射させることになる。これらの境界は、車両フェイシアを通過するたびに２回（材料に入るときに一回、材料を出るときに一回）発生するため（電波発生ユニットによって発生される電波に対して、電波発生ユニットに向かって戻る、及び電波受信ユニットにより受信されることになる電波に対して、電波受信ユニットから離れて戻る）、望ましくない方向の反射によって呈される損失が、顕著になり、信号を効果的でなくすることがある。具体的には、これは、戻り信号が電波受信ユニットによって検出される前に著しく減衰するため、又は送信された信号が反射して検出され、強い偽信号を与えるため、のいずれかで生じることがあり、いずれかのメカニズムは、雑音から望ましい信号を識別する能力を低減する。同様に、電気通信用のアンテナ、又は実際には、送信及び受信ユニットを含む任意の電子デバイスのアンテナは、同じ又は類似の問題に遭遇し得る。すなわち、信号損失又は雑音増加は、媒体誘電率間の急激な遷移に起因する。
【０００９】
勾配誘電率フィルムは、光学界面の反射防止フィルム又はコーティングと類似して、第１の媒体から第２の媒体への（反射防止フィルムの屈折率の滑らかな又は段階的変化に対して）誘電率の滑らかな又は段階的変化を提供する。典型的には、勾配誘電率フィルムの誘電率は、第１の媒体の誘電率に最も近くから第２の媒体の誘電率に最も近くまで、変化する。例えば、勾配誘電率フィルムは、一方の側の空気の誘電率の近くから開始して（プラスチックの車両フェイシアに取り付けられることになる）他方の側のプラスチックの車両フェイシアの誘電率に遷移する、変化する誘電率を有することができる。この滑らかな又は段階的遷移は、そうでなければこれらの急激な遷移において生じる誘電体境界反射を大幅に低減することができる。
【００１０】
以前の勾配誘電率フィルムは、典型的には、円錐又は角錐などの様々なバルク三次元形状を使用する。しかしながら、これらのフィルムが汚れの蓄積及び気象条件に曝され得る典型的な使用環境では、これらのフィルムは、誘電率の勾配を提供するために空気の存在に依拠するため、汚染されて効果的でなくなることがある。本明細書に記載されるフィルムは、空気又はガス部の限定された部分が外部要素に曝されるため、又はいくつかの実施形態では、ガス体積分率がフィルム内に完全に封止されているため、破片及び汚染物質の侵入の影響を受けにくくすることができる。換言すれば、勾配誘電率フィルムの両方の主表面は、主に連続マトリックス構成要素である。
【００１１】
本明細書における材料の誘電率に対する全ての言及は、材料の比誘電率（すなわち、真空の誘電率に対する比として表されるその誘電率）に対してである。
【００１２】
図１は、勾配誘電率フィルムの側面立面断面図である。勾配誘電率フィルム１００は、第１の主表面１１２に最も近い第１の半分１１０Ａと、第２の主表面１１４に最も近い第２の半分１１０Ｂと、第１の構成要素１１０の連続マトリックスとを含み、第２の構成要素１２０が、連続マトリックス内に配置され、また第３の構成要素１３０内に配置される。フィルムの厚さは、ｔによって示され、勾配誘電率フィルムの両方の半分を含む。勾配誘電率フィルム１００は、勾配誘電率フィルムの単純な実施形態を表す。図１の実施形態では、連続マトリックスは、第１の構成要素のバルク体積である。いくつかの実施形態では、この第１の構成要素は、樹脂、プラスチック、ポリマー材料、又はその誘電率、機械的特性、熱若しくは環境安定性、処理の容易さ、若しくは前述の任意の組み合わせのために選択される任意の他の好適な材料であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の構成要素の連続マトリックスは、その設計された用途に対して、取り付けられるように意図された材料の誘電率及び／又は組成と一致するように選択される。
【００１３】
第１の構成要素の第１の連続マトリックスは、第１の比誘電率εｒ１を有する。第２の構成要素は、第２の比誘電率εｒ２を有し、εｒ１は、周波数範囲内の少なくとも１つの周波数についてεｒ２よりも大きい。いくつかの実施形態では、周波数範囲は、無線波長範囲及びマイクロ波波長範囲内の任意の周波数範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、周波数範囲は、２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚであってもよい。いくつかの実施形態では、周波数範囲は、２０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚであってもよい。いくつかの実施形態では、周波数範囲は、２０ＧＨｚ〜８１ＧＨｚであってもよい。いくつかの実施形態では、周波数範囲は、７６ＧＨｚ〜８１ＧＨｚであってもよい。いくつかの実施形態では、周波数範囲は、２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚであってもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、第２の構成要素は、空気又は別の不活性ガスである。いくつかの実施形態では、第２の構成要素は、不完全真空である。空気、ガス、又は不完全真空の低い比誘電率を考慮すると、勾配誘電率フィルム内に第２の構成要素を含めることにより、フィルムのその部分の実効誘電率が低下する。厚さのその部分の体積にわたって平均されると、第２の構成要素１２０のうちのより多くを含む勾配誘電率フィルム１００の半分又は一部分は、第２の構成要素１２０のうちのより少なくを含む又は全く含まない勾配誘電率フィルム１００の半分又は一部分よりも低い実効誘電率を有することになる。いくつかの実施形態では、誘電率のこの差は、少なくとも１０％である。第２の半分１１０Ｂよりも低い誘電率を有するように設計された第１の半分１１０Ａは、第１の構成要素１１０の連続マトリックス内に配置された第２の構成要素１２０を含み、一方、第２の半分１１０Ｂは、第２の構成要素１２０を含まない。
【００１５】
図１の例示では、勾配誘電率フィルム１００は、単一層として表されていることに留意されたい。特定の製造方法（本明細書の他の箇所でより詳細に説明する）により、誘電率の勾配を有する単一層フィルムを達成することが可能である。
【００１６】
図１の例示では、第２の構成要素１２０は、第３の構成要素１３０内に配置される。いくつかの実施形態では、第２の構成要素１２０は、空気又は気泡の形態でなど、第１の構成要素の連続マトリックス内に自由に配置される。いくつかの実施形態では、シルセスキオキサンナノ粒子などのナノ粒子を使用して、エポキシ又はシリコーン層などのポリマー層に多孔性を加えることができる。
【００１７】
しかしながら、いくつかの実施形態では、第２の構成要素１２０は、異なる材料内に配置される。例えば、いくつかの実施形態では、第２の構成要素１２０は、ガラス内に配置され、図１の球体、ガラスバブル又はマイクロバブルを作製する。ガラスマイクロバブルは、一般に、ガラス形成構成要素の同時融合及び融合塊の膨張によって形成される。概して、米国特許第４，７６７，７２６号（Ｍａｒｓｈａｌｌ）を参照されたい。同様に、ポリマー又はプラスチックのマイクロバブル（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（メチルメタクリレート）など）を、不活性ガス又は空気で充填して使用してもよい。いくつかの実施形態では、セノスフェア（典型的にシリカ又はアルミナから形成され、空気又は他の不活性ガスで充填され、石炭燃焼の副生成物として生成される軽量球体）を使用することができる。いくつかの実施形態では、膨張性マイクロスフェアなどの粒子を使用して、ポリマー層に多孔性を加えることができる。膨張性マイクロスフェアは、ポリマー構成要素内に組み込まれ、熱の適用時に膨張して、連続マトリックス内に低密度体積を形成することができる。いくつかの実施形態では、セラミック粒子を使用することができる。これらのセラミック粒子は、多孔質であってもよく、空気又は別の不活性ガスを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される粒子のいずれかは、吸収体複合体でコーティングしてもよく、又は吸収体複合体を含んでもよい。吸収体複合体は、セラミック充填材、導電性充填材、又は磁気充填材のうちの少なくとも１つを含んでもよい。導電性充填材としては、例えば、カーボンブラック、カーボンバブル、カーボンフォーム、グラフェン、炭素繊維、黒鉛、カーボンナノチューブ、金属粒子、金属ナノ粒子、金属合金粒子、金属ナノワイヤ、ポリアクリロニトリル繊維、又は導電性コーティング粒子を挙げることができる。セラミック材料充填材としては、例えば、酸化銅又は一酸化チタンを挙げることができる。磁気充填材としては、例えば、センダスト、カルボニル鉄、パーマロイ、フェライト、又はガーネットを挙げることができる。第３の構成要素は、第３の比誘電率εｒ３を有し、周波数範囲内の周波数について、εｒ２≦εｒ３である。粒子と自由空隙若しくは気泡との任意の組み合わせ又はブレンドを、第１の構成要素の連続マトリックス内に使用することができる。
【００１８】
厚さｔは、物理的堅牢性及び環境安定性（熱冷却サイクル反りに対する耐性など）を考慮して、任意の好適な値であってもよい。加えて、好適な厚さはまた、電波が誘電率の中間変化に遭遇し、それと相互作用するように、最小厚さよりも大きいものとして範囲を定めることもできる。厚さが薄すぎる場合、入射電磁波は、勾配誘電率フィルムと相互作用しないことになる。あるいは、多層勾配誘電率フィルムの場合、電磁波は、所望に応じて、段階的誘電率のフィルムとしての代わりに、ブレンドされた実効誘電率の単一層であるかのように、多層勾配誘電率フィルムと相互作用することになる。フィルムが厚すぎる場合、フィルムは、表面に効果的に取り付けられないことがあり、又は表面に取り付けられたままでいないことがあり、所望よりも可撓性又は適合性が低いことがある。
【００１９】
いくつかの実施形態では、層誘電率は、層体積を通して均質でなくてもよい。連続マトリックス内の第２の構成要素又はその体積分率の分布は、フィルムの１つ以上の非厚さ方向に沿って変化してもよい。いくつかの実施形態では、変化は、単調であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の構成要素の連続マトリックス内の第２の構成要素の必要なサイズ及び分布に起因して、本明細書に記載の勾配誘電率フィルムは、高い可視ヘイズ又は低い可視光透過率を有することができる。いくつかの実施形態では、可視ヘイズは、５０％より大きくてもよい。いくつかの実施形態では、可視光透過率は、５０％未満であってもよい。
【００２０】
図２は、別の勾配誘電率フィルムの側面立面断面図である。勾配誘電率フィルム２００は、第１の主表面２１２に最も近い第１の半分２１０Ａと、第２の主表面２１４に最も近く、接着剤２７０によって一緒にラミネートされた（laminated）第２の半分２１０Ｂと、第１の構成要素２１０の連続マトリックスとを含み、第２の構成要素が、連続マトリックス内に配置され、任意選択的に、第３の構成要素２３０内に配置される。図２の勾配誘電率フィルム２００は、図１の勾配誘電率フィルム１００と類似しており、それに概ね対応する。しかしながら、図２は、図１の一体構造の代わりに接着剤２７０によって互いにラミネートされた（laminated）、フィルムの２つの部分、第１の半分２１０Ａ及び２１０Ｂを示す。更に、図２は、第２の構成要素２２０が、第１の構成要素２１０の連続マトリックス内に自由に配置してもよく、第３の構成要素内には配置しなくてもよいことを示す。本明細書に記載される勾配誘電率フィルムでは、連続マトリックス中に存在するガラスマイクロバブル、膨張性マイクロスフェア、又はセノスフェアなどの気泡、空隙、又は他の構成要素のサイズ、形状、又は密度のいずれかを変化させることによって、第２の構成要素の体積分率は、勾配誘電率フィルムの厚さの一部分のいずれかの間で変化してもよい。いくつかの実施形態では、第２の構成要素の体積分率のこの差は、２つの半分の間で少なくとも１０％である。
【００２１】
任意の好適な接着剤を、接着剤２７０として使用してもよい。例えば、感圧性接着剤、紫外線硬化性接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤、若しくは任意の他の好適な接着剤、又は接着剤の組み合わせを使用して、勾配誘電率フィルム２００の半分を互いに接着してもよい。任意の厚さの接着剤を使用することができるが、フィルムの積層体設計の誘電率に対して可能な限り影響をほとんど有さないために、薄い接着剤（厚さ＜λ／５）を使用することが好ましい場合がある。
【００２２】
図３は、勾配誘電率フィルムの不織布構成要素３００の側面立面断面図である。不織布構成要素３００は、固有の多孔率を有し、不織布構成要素の連続マトリックス内に提供された少なくともいくらかの不活性ガス（例えば、空気）体積分率を含有する。勾配誘電率フィルムは、多層積層体の一部として不織布構成要素を使用することができ、フィルムは、不織布構成要素の様々な層の多孔率を制御又は選択することによって、実効誘電率が変化する。いくつかの実施形態では、単一の不織布層の多孔率は、誘電率の勾配が存在するように、厚さ方向に沿って制御することができる。好適な不織布構成要素としては、スパンボンド不織布、フラッシュスパン（flashspun）不織布、メルトブロー不織布、短繊維不織布を挙げることができ、ガラス又はプラスチックの繊維を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ガラス繊維又はプラスチック繊維は、それ自体が不活性ガス又は空気構成要素を含有することができ、これは、厚さ方向又は場合により１つ以上の非厚さ方向にも沿って誘電率勾配を更に調整又は制御するのに役立つことができる。不織布構成要素は、内部に配置された空隙又は気泡（プラスチック若しくはガラス又は自由）を有する樹脂マトリックスの１つ以上の層を含む、本明細書に記載の任意の他の層と組み合わせて使用してもよい。あるいは、特に、空隙又はマイクロバブルを含むガラス繊維又はポリマー繊維の場合、そのような繊維は、勾配誘電率フィルムを形成するように織る又は配置することができる。
【００２３】
図４は、別の勾配誘電率フィルムの側面立面断面図である。勾配誘電率膜４００は、第１の誘電率層４１０Ａと、第２の誘電率層４１１Ｂとを含む。第１の誘電率層４１０Ａは、材料４１０の連続マトリックスを含み、第２の構成要素４２０が、連続マトリックス内に配置され、また任意選択の第３の構成要素４３０内に配置される。第１の誘電率層４１０Ａの厚さは、Ｔ１で示される。第１の誘電率層４１０Ａは、上記の材料のうちのいずれかを含むことができる。
【００２４】
第２の誘電率層４１１Ｂは、材料４１１を含む。第２の誘電率層４１１Ｂの厚さは、Ｔ２で示される。いくつかの実施形態では、第２の誘電率層４１１Ｂは、材料の連続マトリックスを含み、第２の構成要素が、連続マトリックス内に配置され、また任意選択の第３の構成要素内に配置される。第２の誘電率層４１１Ｂは、上記の材料のうちのいずれかを含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の誘電率層４１１Ｂは、接着剤である。有用な接着剤としては、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な両面アクリルフォーム３Ｍ（商標）ＶＨＢ（商標）Ｔａｐｅｓなどのアクリルフォーム接着剤が挙げられる。
【００２５】
第１の誘電率層４１０Ａは、実効誘電率ε１を有する。第２の誘電率層４１１Ｂは、実効誘電率ε２を有し、ε１は、周波数範囲内の少なくとも１つの周波数についてε２より大きい。
【００２６】
特定の実施形態では、誘電率層の厚さは、所望の周波数の材料内の波長の特定の部分に対して制御してもよい。このようにして、以下に説明するように、干渉効果も使用して、望ましくない反射を低減することができる。
【００２７】
媒体中の定在波は、反射係数に比例する。反射を低減するための手法は、２つの媒体間のコントラストを最小化することである。例えば、空気誘電体境界面で反射が生じる場合、誘電率が小さければ（１に近い）、反射もより小さくなる。
【００２８】
異なる手法は、反射場を相殺するために、１組の位相がずれた電界を導入することである。入射波が媒体１（インピーダンスη１を有する）を通って移動し、媒体２（インピーダンスη２を有する）に当たる境界の反射係数は、以下のように表すことができる。
Γ＝（η２−η１）／（η２＋η１）  （式１）
【００２９】
したがって、反射位相は、２つの媒体が入れ替えられた場合に、符号を変化させることができる（１８０度の位相差）。これは、厚さを有する誘電体スラブを有する場合、空気誘電体境界における反射係数は、誘電体空気境界面における反射係数と１８０度の位相差を有することを意味する。位相差を１８０度のままに維持するために、スラブ内に侵入して誘電体空気境界に衝突し、空気誘電体境界面に戻って、元の反射場と組み合わさる場の部分は、用途のための特定のレーダー周波数に対応する波長の整数乗算に等しい距離を移動すべきである。これは、誘電体スラブの最小厚さが「半波長」であることを意味する。この概念を使用して、例えば、レーダー信号が車両フェイシアに対して法線方向に伝搬するときに、車両フェイシアの表面からの反射を最小限に抑えることができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、層厚さと誘電率との好ましい組み合わせにより、光学干渉層に類似した最適化された１／４波長及び半波長干渉構造体を使用することによって、改善された機能的堅牢性を提供する。各層厚さ及び誘電率を適切に選択することにより、各層境界からの反射の相対位相及び振幅は、全ての反射波に対する弱め合う干渉のための最大帯域幅を提供するように選択してもよい。具体的には、１／４波長干渉構造体に関して、より広い帯域幅有効範囲を有する積層体を形成するために、異なる誘電率で１／４波長厚さの複数の（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、又はそれより多くの）隣接層を有することが有利であり得る。
【００３１】
一実施形態は、式２で表されるような空気及びバンパーフェイシアの誘電率の幾何平均εｃｅｎｔｅｒに対して、それらの対応する誘電率が選択される、２つの１／４波長層からなる反射防止（anti-reflection、ＡＲ）フィルムを含む。
【数５】
2021521577.tif 000007
この実施例では、空気に露出された第１の１／４波長層の誘電率は、式３を満たすように選択された誘電率ε１を有する。
【数６】
2021521577.tif 000008
誘電率ε２は、式４を満たすように選択される。
【数７】
2021521577.tif 000009
１／４波長層のそれぞれの対応する厚さは、式５の関係によって、それらの誘電率に依存する。
【数８】
2021521577.tif 000010
式中、εｒは、対応する層誘電率であり、ｆは、波の周波数であり、ｃは、光速定数である。
【００３２】
通常のフェイシア厚さ（２．０〜３．０ｍｍ）の場合について、第１及び第２の１／４波長構造体に対する誘電率及び厚さの最適値を、表１に示す。特定の用途では、層に大きな堅牢性が必要となることが理解されるであろう。これらの場合については、安定性のために空気とポリマーとの比を制限する、したがって、誘電率に下限を設けることが有利であり得る。
【００３３】
【表１】
2021521577.tif 000011
【００３４】
表２は、第１の１／４波長層の誘電率が１．４５の値に制限された、そのような場合を示す。このシナリオでは、第２の１／４波長層のみを変化させて、反射率を最適化した。
【００３５】
【表２】
2021521577.tif 000012
【００３６】
式４からの理想的な場合の付近の厚さの範囲は、許容可能な性能を有することができる。場合によっては、理想的な厚さの付近の最大１５％の変化又は２０％の変化の範囲は、性能の利点を示している。図５は、２層積層された１／４波長フィルムを有するバンパーフェイシアの背後に配置されたときのパッチアンテナの反射係数を示し、各層の厚さは、±１０％の間で変化する。周波数シフトは、２５０ＭＨｚの範囲（中心周波数７７ＧＨｚの約０．３％）内で変化する。この変化は、±１０％の厚さの変化に対して周波数シフトが１６０ＭＨｚ（中心周波数７７ＧＨｚの約０．２％）未満である、図６に示す積層された半波長及び１／４波長フィルムの場合では、更により著しくない。厚さの変化が公称厚さの±２０％を越えて広がると、ＱＷ−ＱＷ及びＨＷ−ＱＷの場合について、図７に示すような約３４０ＭＨｚの周波数シフト及び図８に示すような３２０ＭＨｚの周波数シフトがそれぞれ観察される。図５〜図８は、以下の実施例の項に記載されるレーダー反射変動性試験方法を使用してモデル化した。
【００３７】
別の実施形態は、半波長層の誘電率ε１／２ｗａｖｅが式６で表されるようにバンパーフェイシアの誘電率の半分に等しいように選択される、１つの半波長と、第２の１／４波長層とからなる反射防止（ＡＲ）フィルムを含む。
【数９】
2021521577.tif 000013
式中、εｃｅｎｔｅｒは、式１から得られる。
【００３８】
この実施形態では、１／４波長層は、式７で表されるように、半波長層の誘電率及びバンパーフェイシアの誘電率の幾何平均と等しいように選択された誘電率ε１／４ｗａｖｅを有する。
【数１０】
2021521577.tif 000014
【００３９】
先の実施形態のように、１／４波長層の厚さは、式８の関係によって、それらの誘電率に依存する。半波長層の好ましい厚さは、式９に従って選択される。
【数１１】
2021521577.tif 000015
【００４０】
通常のフェイシア厚さ（２．０〜３．０ｍｍ）の場合について、半波長及び１／４波長構造体に対する誘電率／厚さの最適値を、表３に示す。
【００４１】
【表３】
2021521577.tif 000016
【００４２】
表４は、誘電率の下限が１．４５の値に固定されたときの計算された最適値を示す。このシナリオでは、１／４波長層のみを変化させて、反射率を最適化した。
【００４３】
【表４】
2021521577.tif 000017
【００４４】
半波長及び１／４波長層を組み込む理想化された干渉構造体は、レーダーアンテナと、反射防止積層体を有する車両フェイシアとの間の近接場相互作用を考慮するものではない。式２〜９は、遠場の解を表し、この用途では、距離は、好ましい解を提供するための近接場の解を決定する。近接場条件に対するそれぞれの積層された構造体の誘電率及び厚さの最終的最適化に到達するために、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＣＳＴ）からの電磁シミュレーションソフトウェアを、これらの理想化された半波長及び１／４波長構造体から導出された開始値と共に使用した。最終的な最適化された条件及び式２〜９によって予測されるものからの偏差は、最良の最終層構造と、式２〜９の一次干渉モデルによって予測されるものとの間のずれに起因し、典型的には、誘電率及び厚さの値に対して１５％未満である。例えば、εｂｕｍｐｅｒ＝２．６に対して式６によって計算される半波長誘電率は、ε１／２ｗａｖｅ＝１．２７を予測することになる。最適化された場合、ＣＳＴシミュレーションからの最良の結果は、ε１／２ｗａｖｅ＝１．３のときに達成される。この場合の差は、約２％である。別の例では、εｂｕｍｐｅｒ＝２．６に対して式７から計算される１／４波長誘電率は、ε１／４ｗａｖｅ＝１．８２を予測することになる。最適化された場合、ＣＳＴシミュレーションからの最良の結果は、ε１／４ｗａｖｅ＝１．７０のときに達成される。この場合のこの差は、約７％である。各場合において、誘電率に対する近接場の最適化された解は、式２〜９の遠場の解によって予測される値の１５％以内であることが見出されている。表５は、フェイシアの様々な誘電率に対して近接場の最適化された結果を要約する。それぞれの場合において、近接場の解は、表３からの計算された結果の１５％以内である。
【００４５】
【表５】
2021521577.tif 000018
【００４６】
図９は、多層勾配誘電率テープの側面立面断面図である。勾配誘電率テープ９００は、第１の層９１０と、第２の層９２０と、第３の層９３０と、第４の層９４０と、第５の層９５０と、接着剤層９６０と、バッキング層９７０と、を含む。他の実施形態は、追加の層を含んでもよい。図９の勾配誘電率テープ９００は、第１の層９１０、第２の層９２０、第３の層９３０、及び第４の層９４０のそれぞれが異なる実効誘電率を有し、勾配誘電率テープの厚さ方向に沿って（図９の基準座標系で上下に）移動する段階的変化を表す、多層積層体設計を示す。図９の層のそれぞれは、接着剤若しくは熱によるラミネーション（lamination）などの別のプロセスによって別個に形成され取り付けてもよく、又はそれらは、様々なプロセス条件若しくは入力材料（例えば、異なる充填量のガラス又はプラスチックのマイクロバブルを有する異なる樹脂）によって連続的に形成してもよい。図９は、簡略化された図であり、層のそれぞれの間の境界は、必ずしも平坦かつ実世界の製造物品において画定されるようではない。いくつかの実施形態では、各層の連続マトリックスは、同じ材料である。他の実施形態では、層のための連続マトリックス及び／又は二次構成要素は、異なる材料である。
【００４７】
勾配誘電率テープはまた、接着剤層９６０及びバッキング層９７０を含む。接着剤層９６０は、感圧性接着剤、再配置可能な接着剤、又は引き伸ばし剥離性接着剤を含む、任意の好適な接着剤を含んでもよい。接着剤層９６０は、取り付けられる表面に対して確実な接触を提供するために、任意の好適な厚さであってもよい。接着剤層９６０は、代替的に、紫外線硬化性構成要素又は熱硬化性構成要素などの硬化性構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、接着層９６０はまた、誘電率勾配を更に制御するために、ガラス若しくはプラスチックのマイクロバブル、セノスフェア、セラミック粒子、又は自由空隙などの、不活性ガス又は空気を含む構成要素のうちの１つ以上を含んでもよい。
【００４８】
バッキング層９７０は、接着剤層９６０の接着特性を保護し、また勾配誘電率テープ９００の望ましくない表面への偶発的な接着を防止するために、任意の好適なフィルム又は層を含んでもよい。バッキング層９７０に好適な材料としては、プラスチックフィルム、コーティングされた紙、又はコーティングされていない紙などが挙げられる。バッキング層９７０は、それ自体が接着剤層９６０に対して強力な接着性を有しないように選択してもよく、したがって、手又は限定されたツールで容易に取り外し可能である。
【００４９】
図１０は、表面に取り付けられた単一層の勾配誘電率フィルムの側面立面断面図である。勾配誘電率テープは、基材１０２０上に配置され、かつ接着剤層１０３０を介して表面１０４０に取り付けられた、単一層の勾配誘電率フィルム１０１０を含む。図１０の勾配誘電率１０１０は、単一層の勾配誘電率フィルムである。いくつかの実施形態では、単一層の勾配誘電率フィルムは、異なるサイズ若しくは形状のマイクロバブル（ガラス又はプラスチックの）、膨張性マイクロスフェア、セノスフェア、空気若しくは他の不活性ガス気泡、又はこれらの組み合わせを未硬化の流動性材料内に配置することによって形成してもよい。そのような流動性材料は、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレー若しくはコンフォーマルコーティング、又は更に印刷などの任意の好適な方法によって、基材１０２０上に配置又はコーティングしてもよい。粒子又は気泡が材料内で流動することが可能である場合、平均して、より大きい空気又はガス体積分率を有するものは、材料の上部まで上昇し、一方、より小さい空気又はガス体積分率を有するものは、それらがいたところに留まる又は底部に向かって沈むことになる。したがって、単一層内に、厚さに沿って勾配誘電率を形成することが可能である。図１の勾配誘電率フィルム１００と同様に、勾配誘電率フィルム１０１０の上部半分と底部半分との間の誘電率の差は、少なくとも１０％であってもよい。
【００５０】
図１０の勾配誘電率フィルムは、接着剤層１０３０を介して表面１０４０に取り付けられる。いくつかの実施形態では、勾配誘電率フィルム１０１０は、図９に記載及び示されるように、表面１０４０に取り付ける前に、接着剤層が勾配誘電率フィルム上に配置された状態で、テープとして構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、勾配誘電率フィルム１０１０は、取り付け時又はその付近で接着剤層１０３０を適用することによって、表面１０４０に取り付けられる。任意の好適な接着剤を使用してもよい。
【００５１】
表面１０４０は、いくつかの実施形態では、車両フェイシアであってもよい。表面１０４０は、レドームであってもよい。いくつかの実施形態では、表面１０４０は、アンテナカバー又は電子デバイスの外面などの、異なる保護カバー又はケーシングであってもよい。いくつかの実施形態では、図１０は表面に取り付けられた１つの勾配誘電率フィルムを示しているが、１つより多くの勾配誘電率テープが、同じ又は同様の方法で表面に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、第２の勾配誘電率フィルムが、表面１０４０の反対側に取り付けられ、その半分がより低い比誘電率を有し、表面１０４０から離れて配置される。表面１０４０は、湾曲していてもよく、又は非平面であってもよく、勾配誘電率フィルム又はそのようなフィルムを含むテープは、表面１０４０の形状に密接に接着するために、同様に形成してもよく、可撓性であってもよく、又は柔軟であってもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、表面への勾配誘電率フィルムの取り付け位置において、表面の比誘電率は、連続マトリックスの比誘電率から１０％以内である。特に、勾配誘電率フィルム内の異なる層が異なる連続マトリックス材料を有する場合、表面に最も近い連続マトリックスは、表面の比誘電率から１０％以内であるものである。いくつかの実施形態では、表面の比誘電率は、連続マトリックスの比誘電率から５％以内であってもよい。
【００５３】
本明細書に記載の勾配誘電率フィルムは、これらのフィルムの特性及び性能を更に調整するために後処理してもよい。例えば、本明細書に記載される勾配誘電率フィルムは、フィルム上の特定の点（単数又は複数）における特性を選択的に変化させるために加熱又は薄化してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の勾配誘電率フィルムは、フィルムの特定の点における誘電率特性を選択的に変化させるために穿孔してもよい。いくつかの実施形態では、これらの穿孔は、規則的な形状及び／又はサイズを有する。いくつかの実施形態では、これらの穿孔は、異なるサイズ又は形状である。いくつかの実施形態では、これらの穿孔は、円形である。いくつかの実施形態では、穿孔は、１つ以上の非厚さ方向にわたってサイズ、形状、又は密度が変化する。
【００５４】
本発明の勾配誘電率フィルムは、アンテナと空気との間にある介在材料を反射防止するために使用することができる。これらの介在材料は、フェイシア（バンパー、車体パネル、グリル、エンブレムなど）であってもよい。自動車用フェイシアは、多くの場合、ポリプロピレン、ポリカーボネート、又は他のエンジニアリング熱可塑性樹脂などのポリマーから構成される。フェイシアを反射防止するために必要であることに加えて、レーダーユニット自体は、また望ましくない反射を形成することがある「レドーム」と呼ばれるカバー部品を有する。本発明の勾配誘電率フィルムは、これらの反射を最小化するために、レドームの内面上に組み込むことができる。
【００５５】
多層光学フィルム又はインジウムなどの他の技術から作製されたものなどのレーダー透過性エンブレムは、本発明の使用によって、それらの透過率を更に向上させることができる。
【００５６】
勾配誘電率フィルムの介在材料への適用は、多数の方法で行うことができる。フィルムは、薄化を伴わずに、フェイシアに事後適用してもよい。あるいは、フィルムは、接合するフェイシアの表面に適合するように、二次元又は三次元形状に形成してもよい。これを行うことができるいくつかの方法がある。例えば、接着テープとして適用することができる。別の方法は、圧力又は熱成形などの方法によってフィルムの一部を形成し、次いでそれを接合するフェイシア部に接着することである。また、フィルムが射出成形型に挿入され、次いでフェイシア部がフィルム上に射出成形される、インサート射出成形を行うことができる。
【００５７】
レーダーユニットの別の潜在的配置は、自動車用ガラスの背後、具体的には、フロントガラスに向かって前方に向いているバックミラーモジュール内である。このモードでは、誘電率フィルムを調整して、自動車用ウィンドウ構造体を反射防止することができる。自動用ウィンドウ構造体は、ガラス／ポリビニルブチラール／ガラスラミネート（laminates）を含むことができる。
【実施例】
【００５８】
物理的実施例の説明
４層構造のサンプルをコーティングして、レーダー透過測定を容易にし、試験構成のために、このサンプルを裸の又は塗装されたの、いずれかの１．７ｍｍのポリプロピレンプレートに固定して、自動車用バンパー材料を模擬した。４層構造の３つの実施例の各層の空気体積は、５５％シリコーンアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＣＮ９９０）及び４５％テトラヒドロフルフリルアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ２８５）のマトリックスに埋め込まれた中空ガラスビーズ（３Ｍ  Ｇｌａｓｓ  Ｂｕｂｂｌｅｓ  Ｋ１）の形態で提供される。各実施例では、１ｍｍの合計厚さに対して、構造体の各層は、２５０μｍであった。
【００５９】
３つの実施例は、体積％でのガラスビーズの密度が構造体の４つの層のそれぞれについて異なるという点で、互いに異なる。相対測定のために、比較例１（ＣＥ−１）は、裸の１．７ｍｍポリプロピレンプレート（フィルムなし）として提供され、比較例２は、視覚的に不透明であるように、十分な厚さの金属灰色塗料層を有する同じ１．７ｍｍポリプロピレンプレートとして提供される。金属灰色塗料混合物は、ＰＰＧから市販されている２５％のＤＢＣ９７００（黒色）及び２５％のＮｉｓｓａｎ銀色（Ｄｕｐｏｎｔ  Ｐ２９２９から入手可能なＫＹＯ  Ｎｉｓｓａｎ相当）及びまたＰＰＧからの５０％のＤＴ８８５減力剤／溶媒である。
【００６０】
【表６】
2021521577.tif 000019
【００６１】
上記の表に示されるように、各層の体積でのパーセントビーズ密度は、層の誘電率に直接影響することが予想される。ガラスビーズ体積％の関数として予想される誘電率を、表７に示す。
【００６２】
【表７】
2021521577.tif 000020
【００６３】
モデリング実施例の説明
モデル化された実施例を構築して、バンパーフェイシア厚さ及びレーダーユニットとバンパーフェイシア／ＡＲフィルム積層体との間の空気間隙などのシステム要素の変化に対するシステム感受性を試験した。これらの計算に使用した市販のツールは、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＣＳＴ）からの電磁シミュレーションソフトウェアである。モデリングは、１つはパッチアンテナをソースとして使用して、２つ目は平面波源を用いて、２つの方法で実施した。実施例４は、スラブの誘電率が１．３であり、その厚さが１．７５ｍｍである、バンパーフェイシアとアンテナとの間の半波長単一層スラブから構成される。実施例５は、１／４波長層の誘電率が１．７であり、厚さが０．８５ｍｍであり、半波長スラブが実施例４と一致する、半波長と１／４波長の二重層である。実施例６、７、及び８は、表８に示す誘電率及び厚さを有する三層構造体である。実施例９は、各層が前述の１／４波長−１／４波長構造を目的にした、二重層構造体である。実施例１０は、実施例９と比較してわずかに「最適から外れた」条件を実証するようにモデル化される。
【００６４】
【表８】
2021521577.tif 000021
【００６５】
試験方法
レーダー反射変動性試験方法（モデリング）
パッチアンテナモデルでは、バンパーフェイシア層の背後の規定の空気間隙距離に配置されたレーダー源／アンテナ平面を有する代表的なシステムは、理想的な構成を表す。この構成では、バンパーフェイシアの誘電率を２．６に設定した。モデリング実施例５〜９の目標は、システム全体の堅牢性を、異なる反射防止層構造に対するこれら２つのパラメータの変化に対して比較することであった。この比較を行うために、ベースライン反射係数スペクトルを７７ＧＨｚで放射するように最初に設計した。図１６は、７０〜８４ＧＨｚの自由空間におけるアンテナの反射係数を示す。反射変動性試験方法に使用したシミュレーションは、表９に示す（１２個の）条件にわたって、バンパーフェイシア厚さを厚さ２．８〜３．２ｍｍまで、及びバンパーフェイシアとアンテナとの空気間隙を０．４〜１．２ｍｍまで、段階的に変化させた。
【００６６】
【表９】
2021521577.tif 000022
【００６７】
各変化条件について、７０〜８４ＧＨｚの反射係数スペクトルを計算し、プロットした。図１７は、表９の全ての（１２個の）変化条件に対する任意のＡＲ層を有さないアンテナバンパーフェイシアの全体反射係数スペクトルを示す。このベースラインから、これらの系統的変化は、任意の反射防止層構造体の欠如下で１．５１ＧＨｚの周波数シフト（共振周波数の約２％）をもたらすことが分かる。所与の変化範囲に対するこの周波数シフトを、反射変動性試験の指標として使用した。
【００６８】
バンパーフェイシアの近傍では、レーダーアンテナによって放射される電界の近接場プロファイルは、バンパーフェイシアの誘電特性に従って変化することになる。これは、バンパーフェイシアが、アンテナアレイの各素子に対して負荷効果を有して、アンテナアレイが動作するように設計された周波数を離調することを意味する。したがって、反射防止フィルムは、この影響を緩和して、観察された周波数シフトを引き起こす負荷効果を防止することができるべきである。
【００６９】
レーダー減衰試験方法（実験的）
物理的サンプルの実験的結果のために、試験セットアップは、（Ａ）レーダー試験ユニット、（Ｂ）このレーダーユニットから約２０ｍｍに配置されたサンプル、及び（Ｃ）検出標的の３つの必須部品を含んだ。
【００７０】
レーダー試験ユニットは、ＭＩＭＯ  ７７ＧＨｚフロントエンドを有する市販のＩＮＲＡＳ  ＲａｄａｒＢｏｏｋであった。このユニットは、組み合わせたサンプル及び検出標的によって反射された検出されたレーダー信号の相対測定の尺度である、尺度、Ｒｘ信号［ｄＢＶ］を提供する。試験ユニットからの出力は、試験ヘッドからの距離に対する測定された信号のシグネチャを提供する。これは、レーダー試験ユニットからの距離に対するＲｘのグラフを示す図の形態の測定結果セクションの「レーダー信号プロット」として単に報告される。
【００７１】
レーダーユニットに対するサンプルの近接性及び１．７ｍｍ厚のポリプロピレンプレートへの多層の取り付けは、レーダー信号に対するバンパー／フェイシアの効果を模擬するように設計された。レーダーユニットからプレートまでの距離は名目上２０ｍｍであったが、これを測定間でわずかに調整して、最大標的信号及び最小標的信号の両方の場合を得た。典型的なわずかな調整は、名目距離２０ｍｍから約２ｍｍ未満であった。この調整は、レーダー源に対するサンプルの微妙な位置決めによる測定のばらつきを実証することが予想された。理想的な場合には、最小値と最大値との間の標的信号の差は、最小化されることになる。示した実施例では、この変化の低減は、裸のプレートのみに見られる変化と比較して、約５ｄＢであることが分かる。サンプルがレーダー源に対して見えにくくなるにつれて、サンプルの調整によるばらつきがより少なくなることが観察される。
【００７２】
検出標的として、銅板をレーダーユニットから約３．５ｍに配置した。この標的距離は、距離に対するＲｘのレーダーユニット出力のピークとして現れる。
【００７３】
測定結果
いくつかの測定では、サンプルは、裸のポリプロピレンプレート（１〜３）に取り付け、他の測定では、サンプルは、プレートからの反射を増加させるために（金属フレークを用いて）灰色に塗装されたポリプロピレンプレートに取り付けた。図１１は、比較例１（ベースラインの裸のポリプロピレンプレート）からのレーダー信号プロットを示す。図１２は、裸のポリプロピレンプレート上の実施例１からのレーダー信号プロットを示す。図１３は、裸のポリプロピレンプレート上の実施例２からのレーダー信号プロットを示す。図１４は、（比較例２に対応する）塗装されたポリプロピレンプレート上の実施例３からのレーダー信号プロットを示す。図１５は、比較例２（金属フレークを含む灰色の塗料で塗装されたポリプロピレンプレート）からのレーダー信号プロットを示す。レーダー反射変動性モデリング結果を、表１０に示す。実施例５及び１０のレーダー反射変動性モデリング結果を図１８及び図１９に示す。
【００７４】
【表１０】
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【００７５】
図中の要素の説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。上述の実施形態は、本発明の様々な態様の説明を容易にするために詳細に記載されたものであるため、本発明は、上述の特定の実施例及び実施形態に限定されるものと見なされるべきではない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物によって定義される本発明の範囲内に含まれる様々な変形形態、同等のプロセス、及び代替的デバイスを含めた、本発明の全ての態様を包含するものと理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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