[发明专利]一种可大幅提高玻璃透波率的超材料结构

说明书

本发明的一种可大幅提高玻璃透波率的超材料结构，通过在原始的玻璃结构上加载一个超材料结构，该超材料结构可以贴合于玻璃或与玻璃保持一定距离，该超材料结构可以为单层金属结构或为多层金属、介质混合结构，使得毫米波雷达的信号以较高的传输效率进行传输，以降低玻璃对于毫米波的损耗，实现在无需改变原有雷达和玻璃结构的基础上，通过在玻璃与毫米波雷达间对电磁波进行调谐，进而大幅提高玻璃的透波率。

技术领域

本发明涉及电磁超材料领域，更具体地，涉及一种可大幅提高玻璃透波率的超材料结构。

背景技术

汽车防撞雷达，是用于汽车或其他地面机动车辆的雷达。它包括基于不同技术(比如激光、超声波、微波)的各种不同雷达，有着不同的功能(比如发现障碍物、预测碰撞、自适应巡航控制)，以及运用不同的工作原理(比如脉冲雷达、FMCW雷达、微波冲击雷达)。雷达在汽车防撞雷达中有着重要的商业意义。

其中，微波雷达具有全天候，全天时的工作特性，且探测距离远，探测精度高，在汽车前向目标探测系统中，发挥着重要作用。同时融合视觉与激光模块，构建ADAS系统，逐渐成为汽车主动安全的一个新的发展方向。

摄像头搭配77GHz毫米波雷达的ADAS方案已经成为业内主流，但随着市场上配置有77GHz毫米波雷达的车型陆续上市，越来越多的用户反馈：前向毫米波雷达在一些应用场景中失效性较高。

因考虑毫米波雷达车载测量精准性和安装成本，毫米波雷达厂商和车厂一级供应商(Tier1)通常都是建议主机厂将前向毫米波雷达裸露安装在前包围外部，由此在行车中，前向毫米波雷达易被道路飞溅起的泥巴等污物遮挡，导致雷达失效。这也是前向毫米波雷达失明报警的主要因素，除此之外，在寒冷天气，毫米波雷达表面容易结冰，也会导致失效。

除了天气原因，外力碰撞也会导致雷达错位、失效。雷达的探测范围和安装位置在出厂前经过严格标定，如果因为车身剧烈震动、前包围托底、擦碰等外力因素，导致雷达安装位置错位，也会产生雷达信号失准故障。

为了降低雨水、泥巴、结冰、外力碰撞等因素对毫米波雷达的干扰，可以将毫米波雷达从前包围或格栅上移动至前挡风玻璃后。前挡风玻璃具有更好的安装位置，不易被泥巴等污物覆盖，并且在寒冷天气下可以利用车内空调对玻璃进行除冰。前挡风玻璃后的雷达结构也不会因轻微碰撞而产生形变，可以给毫米波雷达提供更为稳定的工作环境。

但这种方案存在一个亟待解决的问题，就是玻璃对于毫米波的损耗一般比较大，因此，如何解决玻璃对于毫米波雷达的损耗，成为目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种可大幅提高玻璃透波率的超材料结构，以实现在无需改变原有雷达和玻璃结构的基础上，通过在玻璃与毫米波雷达间对电磁波进行调谐，进而大幅提高玻璃的透波率。

根据本发明的一个方面，提供了一种可大幅提高玻璃透波率的超材料结构，所述超材料结构设置在玻璃和毫米波雷达之间，所述超材料结构包括金属层和介质层，所述金属层设置在所述介质层的两侧，且所述金属层上设有槽缝，所述槽缝长度方向与毫米波雷达入射方向垂直设置。

在上述方案基础上优选，所述金属层的厚度小于介质层的厚度。

在上述方案基础上优选，所述毫米波雷达与所述金属层之间还设有一层玻璃覆盖层。

在上述方案基础上优选，所述金属层的边缘与所述介质基板的边缘平齐。

在上述方案基础上优选，所述介质层介电常数介于玻璃与空气之间。

在上述方案基础上优选，所述超材料结构贴合在玻璃表面。

在上述方案基础上优选，所述介质层内间隔嵌入式设置有多层所述金属层。