(57)【要約】【課題】放熱性能を高めることができる車載レーダ装置を提供する。【解決手段】車載レーダ装置１は、電波Ｐを送受信するアンテナ部１２が表面１１ａ上に設けられたアンテナ基板１０と、アンテナ基板１０の表面１１ａ上に設けられ、送信する電波Ｐの生成及び受信した電波Ｐの処理を行う高周波回路２０と、アンテナ基板１０及び高周波回路２０を収容するケース３０と、備える。ケース３０は、アンテナ基板１０の表面１１ａ側を覆うように設けられたカバー部３１を有する。カバー部３１は、電波Ｐを透過させる透過部３４と、透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する熱伝導部３６と、を含む。熱伝導部３６は、高周波回路２０と接触する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送受信するアンテナ部が一方側の表面上に設けられたアンテナ基板と、
前記アンテナ基板の前記表面上に設けられ、送信する前記電波の生成及び受信した前記電波の処理を行う高周波回路と、
前記アンテナ基板及び前記高周波回路を収容するケースと、備え、
前記ケースは、前記アンテナ基板の前記表面側を覆うように設けられたカバー部を有し、
前記カバー部は、
前記電波を透過させる透過部と、
前記透過部の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する熱伝導部と、を含み、
前記熱伝導部は、直接又は前記透過部の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する間接部材を介して、前記高周波回路と接触する、車載レーダ装置。
【請求項２】
前記熱伝導部は、前記アンテナ基板のグラウンドに電気的に接続されている、請求項１に記載の車載レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ波を送受信するアンテナ部が表面に設けられたアンテナ基板と、レーダ波の生成及び処理を行う高周波回路と、アンテナ基板及び高周波回路を収容するケースと、を備える車載レーダ装置が知られている。ケースは、アンテナ基板の当該前面を覆うように設けられたカバー部を有する。
【０００３】
このような車載レーダ装置では、アンテナ部と高周波回路との間の給電損失を低減するために、高周波回路をアンテナ基板と同じ表面上に搭載する構成が考えられる。当該構成において、高周波回路から発生する熱は、カバー部の存在が妨げになって十分に放熱されない可能性がある。そこで、例えば特許文献１に記載されたように、アンテナ基板に表面から裏面に貫通する熱伝導ビアホール（放熱用ビアホール）を設け、熱伝導ビアホールを介して当該熱をアンテナ基板の裏面側に逃がす場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、放熱性能が熱伝導ビアホールの断面積によって決まるが、例えばアンテナ基板の表面面積の制約等から、当該断面積を十分に確保すること難しい場合がある。そのため、上記従来技術では、放熱性能を高めることが困難となる可能性がある。
【０００６】
本発明は、放熱性能を高めることができる車載レーダ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車載レーダ装置は、電波を送受信するアンテナ部が一方側の表面上に設けられたアンテナ基板と、アンテナ基板の表面上に設けられ、送信する電波の生成及び受信した電波の処理を行う高周波回路と、アンテナ基板及び高周波回路を収容するケースと、備え、ケースは、アンテナ基板の表面側を覆うように設けられたカバー部を有し、カバー部は、電波を透過させる透過部と、透過部の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する熱伝導部と、を含み、熱伝導部は、直接又は透過部の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する間接部材を介して、高周波回路と接触する。
【０００８】
この車載レーダ装置では、カバー部の熱伝導部が直接又は間接部材を介して高周波回路に接触し、熱伝導部と高周波回路とが熱的に接続される。高周波回路からの熱をカバー部の熱伝導部に伝えて、当該熱をケースの外部へ放熱することができる。これにより、放熱性能を高めることが可能となる。
【０００９】
本発明に係る車載レーダ装置は、熱伝導部は、アンテナ基板のグラウンドに電気的に接続されていてもよい。この場合、高周波回路に接触する熱伝導部をグラウンドに電気的に接続し、当該熱伝導部を接地させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放熱性能を高めることができる車載レーダ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る車載レーダ装置を示す概略断面図である。
【図２】図１の車載レーダ装置のカバー部を示す正面図である。
【図３】図１の車載レーダ装置の変形例を示す概略断面図である。
【図４】第２実施形態に係る車載レーダ装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る車載レーダ装置を示す概略断面図である。図２は、図１の車載レーダ装置のカバー部を示す正面図である。図１及び図２に示すように、車載レーダ装置１は、自動車等の車両に搭載される。車載レーダ装置１は、例えば、自動走行システム又は予防安全システムに適用されるレーダ装置である。車載レーダ装置１は、例えば、車両周囲の障害物を認識する障害物認識システム等に適用される。車載レーダ装置１は、その用途が限定されるものではなく、様々な用途に適用することができる。
【００１４】
車載レーダ装置１は、車両の周囲に電波を送信し、反射した当該電波を受信して、車両周囲を認識する。車載レーダ装置１は、障害物及び移動障害物等を含む対象物に向けて電波を送信し、対象物で反射した電波を受信することにより、対象物までの距離及び方向の少なくとも何れかを検出する。車載レーダ装置１は、車両前方を認識する前方レーダ装置であってもよいし、車両後方を認識する後方レーダ装置であってもよいし、車両側方を認識する側方レーダ装置であってもよい。車載レーダ装置１としては、例えば、ミリ波レーダ装置及びマイクロ波レーダ装置が挙げられる。車載レーダ装置１は、例えば車両のエンブレム、グリルカバー又はバンパー等に配置される。
【００１５】
車載レーダ装置１は、アンテナ基板１０と、高周波回路２０と、ケース３０と、を備える。アンテナ基板１０は、基板１１と、アンテナ部１２と、を有する。基板１１は、表面１１ａ及び裏面１１ｂを含む平板形状を有する。基板１１は、例えば構造、形状、材質及び種類等が限定されるものではない。基板１１としては、公知の基板を用いることができる。アンテナ部１２は、基板１１の表面１１ａ上に設けられている。アンテナ部１２は、電波Ｐを送受信する。アンテナ部１２は、表面１１ａから離れる方向に電波Ｐを送信する。アンテナ部１２は、対象物において反射した当該電波Ｐを受信する。アンテナ部１２は、車載用の平面アンテナである。アンテナ部１２としては、例えばマイクロストリップアレーアンテナ等を用いることができる。アンテナ部１２は、例えば構造、形状、材質及び種類等が限定されるものではない。アンテナ部１２としては、公知のアンテナを用いることができる。なお、以下において、電波Ｐの送信方向を前方とし、その反対方向を後方として説明する。
【００１６】
高周波回路２０は、アンテナ基板１０の表面１１ａ上に設けられている。つまり、アンテナ部１２及び高周波回路２０は、同じ表面１１ａに設けられている。高周波回路２０は、表面１１ａにおいてアンテナ部１２から離れて配置されている。高周波回路２０は、アンテナ部１２と電気的に接続されている。高周波回路２０は、アンテナ部１２から送信する電波Ｐを生成する。高周波回路２０は、アンテナ部１２で受信した電波Ｐの処理を行う。高周波回路２０としては、例えばＭＭＩＣ（Microwave Monolithic Integrated Circuit：モノリシックマイクロ波集積回路）が挙げられる。高周波回路２０は、ＭＭＩＣに限定されず、集積化されていない個別の半導体能動素子と回路素子とであってもよい。
【００１７】
ケース３０は、その内部にアンテナ基板１０及び高周波回路２０を収容する。ケース３０は、カバー部３１及びケース本体３２を含む。ケース本体３２は、前方に開口する形状を有する。ケース本体３２は、アンテナ基板１０の裏面１１ｂ側を覆うように設けられている。ケース本体３２内には、アンテナ基板１０が配置されている。ケース本体３２は、アンテナ基板１０を固定して保持する。ケース本体３２の形状は限定されず、種々の形状とすることができる。
【００１８】
カバー部３１は、後方に開口する形状を有する。カバー部３１は、アンテナ基板１０の表面１１ａ側を覆うように設けられている。カバー部３１は、ケース本体３２の前側に固定されている。カバー部３１は、ケース本体３２内を当該前側から閉じる。カバー部３１の形状は限定されず、種々の形状とすることができる。
【００１９】
カバー部３１は、アンテナ部１２をその構造で保護するレドーム（Radome）を構成する。カバー部３１は、透過部３４と、熱伝導部３６と、を含む。透過部３４は、電波Ｐを透過させる。透過部３４は、前後方向においてアンテナ部１２に対向する部分に少なくとも設けられている。透過部３４は、前方から見て、アンテナ部１２全域と重なる。透過部３４は、例えばＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂で形成されている。透過部３４は、熱伝導部３６の電波Ｐの透過性よりも高い電波Ｐの透過性を有する。なお、透過部３４は、電波Ｐを透過する材料であれば、その他の材料で形成されていてもよい。
【００２０】
熱伝導部３６は、カバー部３１における透過部３４以外の部分に設けられている。熱伝導部３６は、透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する。熱伝導部３６は、透過部３４と一体で形成されている。熱伝導部３６は、例えばアルミニウム等の金属で形成されている。熱伝導部３６は、透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有していれば、その他の材料で形成されていてもよい。例えば熱伝導部３６は、樹脂で形成されていてもよいし、樹脂において透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率の金属あるいは金属酸化物のフィラー（粒子）が分散されたもので形成されていてもよい。熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］は、熱伝導において、媒質中に温度勾配がある場合にその勾配に沿って運ばれる熱流束の大きさを規定する物理量である。熱伝導率は、厚さ１ｍの物質の両端に１℃の温度差（温度勾配）があるとき、その物質の単位面積を通して１秒間に流れる熱量である。熱伝導率が高いことは、熱が伝わりやすいことを意味する。熱伝導率は、熱伝導度とも称される。
【００２１】
熱伝導部３６は、高周波回路２０と接触している。熱伝導部３６は、高周波回路２０と熱的に接続されている。具体的には、熱伝導部３６は、前後方向において高周波回路２０に対向する部分に、後方（内部側）の突出する突出部３７を有する。突出部３７の先端面（後端面）は、高周波回路２０と当接（当たって接触する）する。図示する例では、突出部３７の先端面が、高周波回路２０のパッケージの前面全域と接触する。
【００２２】
透過部３４及び熱伝導部３６は、異材質同士を組み合わせる一体成形の手法である二色成形（ダブルモールド）で成形されている。透過部３４及び熱伝導部３６の成形には、例えばインサート成形又はアウトサート成形が用いられる。これにより、透過部３４と熱伝導部３６とを接合する構造を不要にでき、ケース３０の気密性の確保が容易となる。
【００２３】
車載レーダ装置１では、アンテナ基板１０のアンテナ部１２から前方へ向けて送信した電波Ｐが、カバー部３１の透過部３４を透過し、ケース３０外へ出射される。対象物で反射した当該電波Ｐは、カバー部３１の透過部３４を透過してケース３０内へ入射し、アンテナ部１２にて受信される。
【００２４】
以上のように構成された車載レーダ装置１では、カバー部３１の熱伝導部３６が高周波回路２０に直接接触し、熱伝導部３６と高周波回路２０とが熱的に接続されている。これにより、高周波回路２０からの熱をカバー部３１の熱伝導部３６に伝えて、当該熱をケース３０の外部、ひいては、車外へと放熱することができる。車載レーダ装置１において、放熱に係る能力である放熱性能を高めることが可能となる。換言すると、高効率な排熱性能を実現することが可能となる。
【００２５】
車載レーダ装置１では、アンテナ基板１０の基板１１の表面１１ａにアンテナ部１２だけでなく高周波回路２０が設けられている。同じ表面１１ａにアンテナ部１２及び高周波回路２０が設けられているため、基板１１の裏面１１ｂに高周波回路２０を設けた構成に比べて、高周波回路２０からアンテナ部１２まで給電回路を短くすることができ、給電損失を抑制することができる。
【００２６】
なお、車載レーダ装置１は、基板１１に表面１１ａから裏面に貫通する熱伝導ビアホールを介して高周波回路２０の熱を基板１１の裏面１１ｂ側へ逃がす構造をさらに備えていてもよい。熱伝導ビアホールは、孔の内面にメッキが設けられたコンフォーマルビアでもよいし、孔を塞ぐ（埋める）ようにメッキが設けられたフィルドビアでもよい。この場合、車載レーダ装置１の放熱性能を一層高めることが可能となる。
【００２７】
ちなみに、車載レーダ装置１では、高周波回路２０からの熱をカバー部３１の熱伝導部３６で放熱できることから、放熱性能を高めるべく熱伝導ビアホールを設けた場合、熱伝導部３６を備えずに熱伝導ビアホールのみを設けた構造に比べ、熱伝導ビアホールの数を少なくできると共に、熱伝導ビアホールの径を小さくできる。よって、アンテナ基板１０の表面面積に制約が生じることを抑制できる。
【００２８】
図３は、変形例に係る車載レーダ装置１Ｂを示す概略断面図である。図３に示すように、車載レーダ装置１Ｂは、高周波回路２０を電磁シールドする回路ケース４０と回路ケース４０内に充填された熱伝導材４１とを備える点で、車載レーダ装置１（図１参照）と異なる。
【００２９】
回路ケース４０は、基板１１の表面１１ａ上に設けられる。回路ケース４０は、高周波回路２０を囲う。図示する回路ケース４０は、矩形の箱形状を有する。回路ケース４０は、透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する。回路ケース４０は、例えば鉄又はステンレス等の金属で形成されている。回路ケース４０は、透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有していれば、その他の材料で形成されていてもよい。例えば回路ケース４０は、樹脂、又は、樹脂において透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率の金属あるいは金属酸化物のフィラーが分散されたもので形成されていてもよい。
【００３０】
熱伝導材４１は、回路ケース４０内における高周波回路２０との間隙に充填されている。熱伝導材４１は、例えば熱伝導ゲルである。熱伝導材４１は、空気等の気体も含むその他の材質であってもよい。
【００３１】
カバー部３１の熱伝導部３６は、回路ケース４０及び熱伝導材４１を介して高周波回路２０と接触している。熱伝導部３６は、回路ケース４０及び熱伝導材４１を介して高周波回路２０と熱的に接続されている。熱伝導部３６の突出部３７の先端面は、回路ケース４０と当接する。図示する例では、突出部３７の先端面が、回路ケース４０の前面と接触する。
【００３２】
車載レーダ装置１Ｂによれば、高周波回路２０からの熱を回路ケース４０及び熱伝導材４１を介して熱伝導部３６に伝えて、当該熱をケース３０の外部へ放熱することができる。これにより、放熱性能を高めることが可能となる。車載レーダ装置１Ｂにおいて、回路ケース４０及び熱伝導材４１が間接部材を構成する。回路ケース４０及び熱伝導材４１によれば、熱伝導部３６へ熱を伝えるのに加え、高周波回路２０に及ぶノイズを遮蔽して低減することができる。
【００３３】
なお、車載レーダ装置１及び車載レーダ装置１Ｂでは、透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有する熱伝導シートを介して、熱伝導部３６（突出部３７）が高周波回路２０と接触してもよい。この場合、当該熱伝導シートは間接部材を構成する。これに代えてもしくは加えて、透過部３４の熱伝導率よりも大きい熱伝導率を有するシリコーングリス等の熱伝導グリスを介して、熱伝導部３６が高周波回路２０と接触してもよい。この場合、当該熱伝導グリスは間接部材を構成する。
【００３４】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の車載レーダ装置を説明する。以下において、上記第１実施形態と重複する説明を省略する。
【００３５】
図４は、第２実施形態に係る車載レーダ装置１Ｃを示す概略断面図である。図４に示すように、車載レーダ装置１Ｃは、アンテナ基板１０がグラウンドＧを有し、熱伝導部３６がグラウンドＧに電気的に接続されている点で、車載レーダ装置１（図１参照）と異なる。
【００３６】
グラウンドＧは、接地のための金属部（アースランド）である。グラウンドＧは、アンテナ基板１０において基準電位を有する導体である。グラウンドＧは、基板１１の表面１１ａに設けられている。熱伝導部３６は、前後方向においてグラウンドＧに対向する部分に、後方の突出する突出部５０を有する。突出部５０の先端面（後端面）は、グラウンドＧと当接する。
【００３７】
以上、車載レーダ装置１Ｃにおいても、高周波回路２０からの熱をカバー部３１の熱伝導部３６に伝えて、当該熱をケース３０の外部へと放熱することができ、放熱性能を高めることが可能となる。また、車載レーダ装置１Ｃでは、高周波回路に接触する熱伝導部３６をアンテナ基板１０のグラウンドＧに電気的に接続させ、当該熱伝導部を接地させることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００３９】
上記実施形態では、熱伝導部３６の突出部３７が高周波回路２０と直接又は間接部材を介して接触しているが、これに代えてもしくは加えて、熱伝導部３６の他の部分が高周波回路２０と直接又は間接部材を介して接触してもよい。要は、熱伝導部３６が高周波回路２０と直接又は間接部材を介して接触すればよい。上記実施形態では、熱伝導部３６の突出部５０がグラウンドＧと接触しているが、これに代えてもしくは加えて、熱伝導部３６の他の部分がグラウンドＧと接触していてもよく、要は、熱伝導部３６がグラウンドＧと接触していればよい。上記実施形態では、透過部３４及び熱伝導部３６をインサート成形又はアウトサート成形で一体的に形成したが、透過部３４及び熱伝導部３６を公知の手法でそれぞれ形成してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１，１Ｂ，１Ｃ…車載レーダ装置、１０…アンテナ基板、１１ａ…表面、１２…アンテナ部、２０…高周波回路、３０…ケース、３１…カバー部、３４…透過部、３６…熱伝導部、４０…回路ケース（間接部材）、４１…熱伝導材（間接部材）、Ｇ…グラウンド、Ｐ…電波。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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