Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugteil, umfassend ein Trägerteil, eine Sensoranordnung umfassend ein Fahrzeugchassis, wenigstens einen an dem Fahrzeugchassis angeordneten Sender und Detektor sowie ein im Bereich des Senders und/oder Detektors angebrachtes Fahrzeugteil, ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem radarbasierten Abstandssensor und ein Verfahren und einen Foliensatz zum Verbessern eines Transmissionsgrads für elektromagnetische Wellen einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere Radarwellen.

Aus der DE 10 2009 029 763 A1 ist ein Karosserie-Kunststoffbauteil für ein Kraftfahrzeug bekannt, das einen Tragkörper mit einem Grundkörper aus Kunststoff hat. Auf den Grundkörper kann ein Lack, insbesondere mit mindestens zwei Effektlackschichten, aufgetragen sein. Das Karosserie- Kunststoffbauteil weist für Strahlung in einem Radarfrequenzbereich zwischen 75 GHz und 85 GHz zumindest in einem Radartransparenzabschnitt eine Dämpfung auf, deren Absolutwert geringer als 3 dB im Einfachdurchlauf ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung alternative, bevorzugt besonders einfach aufgebaute Fahrzeugteile, Sensoranordnungen und Verfahren zu ihrer Herstellung zu beschreiben, die es gestatten, elektromagnetische Wellen einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere Radarwellen, möglichst verlustfrei durch ein Fahrzeugteil zu übertragen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung wird ein Fahrzeugteil beschrieben. Das Fahrzeugteil umfasst: ein aus einem Polymermaterial hergestelltes Trägerteil mit einer ersten Oberfläche und einer im Wesentlichen dazu parallelen, zweiten Oberfläche; eine auf der ersten Oberfläche des Trägerteils aufgebrachte erste Beschichtung, die einen ersten Reflexionsgrad R1 für elektromagnetische Wellen eines vorbestimmten Frequenzspektrums, insbesondere Radarwellen, aufweist; und eine in wenigstens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche des Trägerteils aufgebrachte zweite Beschichtung, die einen zweiten Reflexionsgrad R2 für elektromagnetische Wellen des vorbestimmten Frequenzspektrums aufweist, wobei der zweite Reflexionsgrad R2 derart auf den ersten Reflexionsgrad R1 abgestimmt ist, dass das Trägerteil, die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung einen Resonator für die elektromagnetischen Wellen bilden.

Bei der ersten Beschichtung kann es sich dabei um eine Lackschicht oder um eine lackierte oder eingefärbte Kunststofffolie handeln. Die Kunststofffolie kann beispielsweise mit Effektpigmenten eingefärbt sein. Die Folie ist in der Regel selbstklebend and wird auf das entsprechende Fahrzeugteil einfach aufgeklebt.

Der Erfinder hat unter anderem erkannt, dass durch Aufbringen einer zusätzlichen, reflektierenden Schicht auf einer zweiten Oberfläche eines Fahrzeugteils, insbesondere einer Rückseite eines auf der Vorderseite lackierten oder folierten Trägerteils, wie beispielsweise eines Stoßfängers, ein Resonator für elektromagnetische Wellen, insbesondere Radarwellen, gebildet werden kann, und dass dies zu einem erhöhten Transmissionsgrad beziehungsweise reduzierten Reflexionsgrad des Fahrzeugteils für die elektromagnetischen Wellen in einem vorbestimmten Frequenzspektrum beziehungsweise in einem Bereich um eine gegebenen Arbeits- oder Mittenfrequenz herum führen kann. Hierzu wird der Reflexionsgrad R2 der Beschichtung an der zweiten Oberfläche auf den Reflexionsgrad R1 der ersten Beschichtung auf der ersten Oberfläche abgestimmt, beispielsweise für eine gegebene Arbeits- oder Mittenfrequenz oder das gesamte Frequenzspektrum.

In wenigstens einer Ausgestaltung weist das Fahrzeugteil einen Transmissionsgrad von mehr als 50 Prozent, bevorzugt mehr als 80 Prozent, auf, beispielsweise in einem Frequenzspektrum zwischen 60 und 100 GHz, insbesondere zwischen 75 und 85 GHz. Dieses Frequenzspektrum wird unter anderem für radarbasierte Antikollisionsradare und/oder Abstandsregeltempomaten verwendet.

In wenigstens einer Ausgestaltung kann das Trägerteil aus einem Kunststoffmatenal gefertigt sein und eine Dicke in einem Bereich von 1 ,5 bis 5 mm aufweisen. Solche Materialdicken erreichen die im Fahrzeugbau erforderliche Steifigkeit und liegen zugleich in der Größenordnung der Wellenlänge von Radarwellen.

In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst die erste Beschichtung eine Effektlackschicht mit Effektpigmenten, die beispielsweise eine Dicke zwischen 12 und 20 pm aufweist. Zusammen mit anderen Lackschichten, beispielsweise einer darunter liegenden Grundierung und einer Basislackschicht und einer darüber liegenden Klarlackschicht kann die erste Beschichtung eine Gesamtdicke in einem Bereich zwischen 80 und 130 pm aufweisen. Solche Lackschichten und -dicken erzielen ein im Fahrzeugbau gewünschtes Erscheinungsbild und besitzen einen Reflexionsgrad, der den Aufbau eines Resonators ermöglicht.

In wenigstens einer Ausgestaltung weist die zweite Beschichtung einen gleichartigen Aufbau wie die erste Beschichtung auf. Durch Aufbringen einer rückseitigen Lackierung kann die Gleichwertigkeit der zwei Beschichtungen besonders einfach sichergestellt werden, beispielsweise indem derselbe Lack in derselben Dicke auch auf der zweiten Seite des Fahrzeugteils aufgetragen wird.

In wenigstens einer alternativen Ausgestaltung weist die zweite Beschichtung eine dünne, auf die Rückseite des Fahrzeugteils aufgeklebte metallisierte Kunststofffolie oder Metallfolie auf. Ein derartiges Fahrzeugteil kann besonders einfach und kostengünstig, durch Aufkleben eines Folienabschnitts mit dem erforderlichen Reflexionsgrad hergestellt werden. Dabei ermöglicht die Verwendung von bevorzugt selbstklebenden Folien auch ein einfaches Nachrüsten bestehender Fahrzeugteile, beispielsweise nach Bestimmen eines Reflexionsgrads einer vorhandenen Lackierung auf der ersten Oberfläche.

Ein derartiges Fahrzeugteil eignet sich insbesondere zur Herstellung einer Sensoranordnung, bei dem wenigstens ein Sender zum Senden von elektromagnetischen Wellen einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere Radarwellen, und wenigstens ein angeordneter Detektor zum Detektieren von elektromagnetischen Wellen der vorbestimmten Frequenz, insbesondere reflektiert Radarwellen, an einem Fahrzeugchassis angeordnet und durch das Fahrzeugteil abgedeckt sind.

Ein derartiges Fahrzeugteil bzw. eine derartige Sensoranordnung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem radarbasierten Sensor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zum Verbessern eines Transmissionsgrads eines Fahrzeugteils für elektromagnetische Wellen einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere Radarwellen, offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bestimmen eines Reflexionsgrads einer ersten Beschichtung einer ersten Oberfläche eines Fahrzeugteils, insbesondere einer auf einer Außenseite des Fahrzeugteils aufgebrachten Lackschicht; und

Aufbringen einer zweiten Beschichtung in wenigstens einem Abschnitt einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Fahrzeugteils, wobei ein Reflexionsgrad der zweiten Beschichtung an den Reflexionsgrad der ersten Beschichtung angepasst wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Foliensatz zum Verbessern eines Transmissionsgrads für elektromagnetische Wellen einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere Radarwellen, offenbart. Der Foliensatz umfasst eine Mehrzahl von selbstklebenden Abschnitten einer Metallfolie oder einer metallisierten Kunststofffolien, wobei die Abschnitte sich bezüglich ihres Reflexionsgrades und, optional, bezüglich ihrer Dicke unterscheiden. Ein derartiger Foliensatz gestattet es, ein Fahrzeugteil beziehungsweise eine Sensoranordnung der oben genannten Art auf einfache Weise, insbesondere durch Auswahl eines Folienabschnitts mit geeigneten physikalischen Eigenschaften, herzustellen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der offenbarten Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie den angehängten Patentansprüchen offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand unterschiedlicher Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben. Darin zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung;

Figur 2 einen Querschnitt durch ein Fahrzeugteil gemäß einer Ausgestaltung der Offenbarung; Figuren 3A bis 4B unterschiedliche Proben zur Bestimmung eines Transmissions- und Reflexionsgrads von beschichteten Polymermaterialien;

Figuren 5A bis 7B Messprotokolle für die unterschiedlich beschichteten Proben; und

Figur 8 schematisch die Schritte eines Verfahrens zum Verbessern eines Transmissionsgrads eines Fahrzeugteils.

Die nachfolgend beschriebenen Fahrzeugteile eignen sich insbesondere zur Abdeckung von radarbasierten Sensoren. Beispielsweise werden radarbasierte Abstandssensoren zunehmend in Kraftfahrzeugen verbaut, um Unfällen vorzubeugen, den Fahrkomfort zu verbessern und ultimativ selbstfahrende Autos zu ermöglichen. Auch andere Anwendungen, wie beispielsweise radarbasierte Sensoren zum Erfassen von Saatgut oder Flüssigkeiten in Nutzfahrzeugen wie LKW oder Landmaschinen sind möglich. Um die dafür erforderlichen Radarwellensender und -detektoren vor Umwelteinflüssen zu schützen und/oder die Gestaltung einer Fahrzeugfront nicht aerodynamisch oder ästhetisch negativ zu beeinflussen, werden radarbasierte Sensoren üblicherweise hinter Fahrzeugteilen oder Abdeckungen aus einem Polymermaterial, beispielsweise Stoßfängern in Form einer integrierten Stoßstange eines Kraftfahrzeugs oder in Verkleidungen von Nutzfahrzeugen, angeordnet.

Die zur Herstellung solcher Fahrzeugteile verwendeten Polymermaterialien weisen nur einen relativ geringen Reflexionsgrad und einen geringen Absorptionsgrad für Radarwellen auf. Jedoch werden solche Fahrzeugteile aus ästhetischen Gründen in der Regel mit einer Lackschicht oder einer lackierten, vorzugsweise selbstklebenden, Kunststofffolie, bzw. einer bereits pigmentierten, vorzugsweise selbstklebenden, Kunststofffolie, versehen, wobei diese der Lackierung des übrigen Fahrzeugs entsprechen. Solche Kunststofffolien oder Lackschichten, die insbesondere metallische Effektpigmente enthalten, weisen einen höheren Reflexionsgrad auf und behindern daher das Aussenden und das Empfangen von reflektierten Radarwellen.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Sensoranordnung 4 eines im Übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, insbesondere eines PKW oder LKW.

Die Sensoranordnung 1 umfasst ein Teil eines Fahrzeugchassis 2, einen radarbasierten Sensor in Form eines Abstandssensors 3 sowie ein den Abstandssensor 3 abdeckendes Fahrzeugteil 4. Beispielsweise handelt es sich bei dem Teil des Chassis 2 um eine vordere Fahrzeugfront, die aus einem Metallwerkstoff gefertigt ist. Bei dem Fahrzeugteil 4 handelt es sich im beschriebenen Ausführungsbeispiel um einen im Wesentlichen aus einem Polymerwerkstoff, insbesondere einem Kunststoffwerkstoff, gefertigten Stoßfänger in Form einer integrierten Stoßstange. Alternativ kann es sich bei dem Fahrzeugteil 4 auch um ein reines Abdeckteil für einen radarbasierten Sensor handeln. Solche Abdeckungen werden auch als Radome bezeichnet.

Der Abstandssensor 3 umfasst einen Sender 3a zum Aussenden elektromagnetischer Wellen 5 eines vorbestimmten Frequenzspektrums. Ein Frequenzspektrum stellt dabei einen zusammenhängenden Frequenzbereich dar, beispielsweise zwischen einer maximalen Frequenz und einer minimalen Frequenz beziehungsweise einen Bereich mit einer vorgegebenen Bandbreite um eine gegebene Frequenz herum. Insbesondere sendet der Sender 3a Radarwellen 5a in einem Frequenzspektrum zwischen 70 und 80 GHz aus. Solche elektromagnetischen Radarwellen 5a werden von vorausfahrenden Fahrzeugen oder sonstigen Hindernissen reflektiert und als reflektierte elektromagnetische Radarwellen 5b zurück zu einem Detektor 3b des Abstandssensors 3 übertragen. Dabei passieren die elektromagnetischen Wellen 5 zweimal das Fahrzeugteil 4. In einer weiteren Ausführungsform können Sender und Detektor aber auch ein und dasselbe Bauteil sein.

Obwohl das Fahrzeugteil 4 typischerweise eine komplexe, abgerundete Form aufweist, besitzt es zumindest in dem Bereich, in dem die Radarwellen 5a beziehungsweise 5b das Fahrzeugteil 4 durchdringen, im Wesentlichen zueinander parallele Oberflächen. Ist die in der Figur 1 rechte, äußere Oberfläche des Fahrzeugteils 4 mit einem Effektlack lackiert oder mit einer Folie beklebt, die Effektpigmente enthält, wird ein erheblicher Anteil der ausgehenden Radarwellen 5a sowie der reflektierten Radarwellen 5b von dem Fahrzeugteil 4 reflektiert, so dass das Signal- Rausch-Verhältnis des Abstandssensors 3 signifikant reduziert wird. Insbesondere kann der nach innen zurückreflektierte Teil der ausgehenden Radarwellen den Sensor stören oder gar vollständig sättigen.

Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Fahrzeugteils 4 gemäß Figur 1 . Es wird darauf hingewiesen, dass die Darstellung in der Figur 2 lediglich zur Erläuterung dient und nicht die tatsächlichen Größenverhältnisse von Fahrzeugteil 4 wiedergibt.

Das Fahrzeugteil 4 gemäß Figur 2 besitzt ein Trägerteil 6 mit zwei zueinander parallelen Oberflächen 7 und 8. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die in der Figur 2 rechte Oberfläche 7 von einem in Figur 2 nicht dargestellten Abstandssensor 3 weg und die dazu gegenüberliegende, zweite Oberfläche 8 zu dem Abstandssensor 3 hin. Somit handelt es sich bei der ersten Oberfläche 7 typischerweise um eine Außenseite des Fahrzeugteils 4 und bei der zweiten Oberfläche 8 um eine Innenseite des Fahrzeugteils 4. Auf der ersten Oberfläche 7 ist eine erste Beschichtung 9 angeordnet. Beispielsweise handelt es sich dabei um eine Lackschicht oder Folie 12, die eine Vielzahl von Effektpigmenten 13 umfasst. Die Effektpigmente 13 sorgen insbesondere für einen ästhetisch ansprechenden Effekt (zum Beispiel Metallic-Effekt, Helligkeits- und/oder Farbflop, evtl. Glitzern) der Lackschicht 12. Bei den Effektpigmenten 13 handelt es sich beispielsweise um metallische Effektpigmenten in der Form von mikroskopischen Aluminiumplättchen mit einer Dicke von weniger als 1 pm. Solche Aluminiumplättchen können zum Beispiel durch das Plattwalzen von kleinen Aluminiumkügelchen hergestellt werden und in geeignete Trägerlacke eingerührt werden. Neben metallischen Effektpigmenten sind auch nicht-metallische Effektpigmente bekannt. Derartige Effektpigmente basieren auf plättchenförmigen Substraten, wie z.B. natürlicher oder synthetischer Glimmer, Talkum, SiO2-Plättchen, A Os-Plättchen, Glasplättchen, Eisenoxid-Plättchen, Graphitplättchen, die mit ein oder mehreren Metalloxiden vollständig beschichtet sind. Ebenfalls werden häufig leitfähige Grundierungen für die Lackschicht 12 verwendet, die einen weiteren Teil der elektromagnetischen Strahlung reflektieren. Ohne weitere Maßnahmen erhöhen die Beschichtung 12 und insbesondere die darin enthaltenen Effektpigmente 13 sowie eine Grundierung einen Reflexionsgrad der ersten Beschichtung 9 erheblich. Somit würde ein signifikanter Anteil von elektromagnetischen Wellen 5 reflektiert werden, die auf das Fahrzeugteil 4 auftreffen.

Um diesen Effekt zu reduzieren oder ganz zu verhindern, ist auf der zweiten Oberfläche 8 eine zweite Beschichtung 10 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der zweiten Schicht 10 beispielsweise um eine aufgeklebte Folie, insbesondere eine selbstklebende Metallfolie oder metallisierte Kunststofffolie 14. Bei Verwendung einer metallisierten Kunststofffolie 14 kann durch ein Kontrollieren deren Dicke zusätzlich eine kontrollierte Verschiebung der Resonanzfrequenz bewirkt werden. Wie in der Figur 2 dargestellt, bedeckt die zweite Beschichtung 10 nicht notwendigerweise die gesamte zweite Oberfläche 8 des Fahrzeugteils 4. Es ist hinreichend, wenn die zweite Beschichtung 10 zumindest in einem Abschnitt 15 der zweiten Oberfläche 8 angeordnet ist, die von den elektromagnetischen Wellen 5 durchdrungen werden soll, also beispielsweise einen Bereich des Fahrzeugteils 4 hinter dem ein Abstandssensor 3 angeordnet ist. Alternativ kann die zweite Beschichtung 10 auch die gesamte zweite Oberfläche 8 bedecken.

Die zweite Beschichtung 10 ist in ihrem Reflexionsgrad eng auf den Reflexionsgrad der ersten Beschichtung 9 abgestimmt. Somit bilden die erste Beschichtung 9, das Trägerteil 6 sowie die zweite Beschichtung 10 zusammen einen Resonator 11 .

Sofern der Resonator 11 in seinen Dimensionen auf die Frequenz der elektromagnetischen Wellen 5 abgestimmt ist, weist der Resonator 11 insgesamt eine gegenüber den Reflexionsgraden der Einzelschichten 9 und 14 signifikant reduzierten Reflexionsgrad auf. Das heißt, dass die elektromagnetischen Wellen 5 das Fahrzeugteil 4 im Wesentlichen ungedämpft durchdringen können. Anders ausgedrückt ist das Fahrzeugteil 4 für die elektromagnetischen Wellen 5 im Resonanzbereich weitgehend transparent.

Im Ausführungsbeispiel weist das Trägerteil 6, das aus einem Polymermaterial hergestellt ist, beispielsweise eine Dicke D von 2 bis 3 mm auf. Die erste Schicht 9 beziehungsweise die zweite Beschichtung 10 weisen Dicken von etwa 20 pm auf und haben einen Reflexionsgrad von circa 10 bis 20 Prozent für die für radarbasierten Abstandssensoren typischen Frequenzen von 70 bis 80 GHz. Dies entspricht einer Wellenlänge in Luft von circa 4.28 bis 3.75 mm. Somit entspricht eine Dicke D des Trägerteils 6 von circa 2 mm in etwa der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen 5.

Der Resonator 11 stellt im Wesentlichen ein relativ schwaches Fabry-Perot- Interferometer dar, beispielsweise mit einer Güte des Resonators von weniger als 100, insbesondere weniger als 20, beispielsweise 15 oder 10. Dabei gilt für die Güte Q eines Resonators mit Resonanzfrequenz fo und Bandbreite Af:

Transmissionsmaxima findet man bei einem Vielfachen der halben Wellenlänge X:

Dabei ist n der Brechungsindex des verwendeten Materials und m eine positive natürliche Zahl.

Der Transmissionsgrad T eines Fabry-Perot-Interferometers hängt unter anderem von dem ersten Reflexionsgrad R1 der ersten Beschichtung 9 und dem zweiten Reflexionsgrad R2 der zweiten Beschichtung 10 ab. Bei Vernachlässigung von Absorptionsverlusten gilt im Resonanzfall für die maximale Transmission des Resonators:

Oberhalb und unterhalb der Resonanzfrequenz fällt der Transmissionsgrad T entsprechend ab. Wenn beide Oberflächen 7 und 8 des Trägerteils 6 denselben Reflexionsgrad für die von dem Abstandssensor 3 verwendeten elektromagnetischen Wellen 5 aufweisen, das heißt, wenn R1 = R2 ist, wird ein Maximum des Transmissionsgrads T von theoretisch 100 Prozent erreicht. In der Praxis wird der tatsächliche Transmissionsgrad T des Weiteren durch Absorptionsverluste, beispielsweise des Polymermaterials des Trägerteils 6 sowie anderer Komponenten der Beschichtungen 9 und 10, reduziert. Jedoch sind diese Verluste in der Praxis hinreichend klein, um die Funktionsfähigkeit des Abstandssensors 3 nicht signifikant zu beeinträchtigten.

Eine Möglichkeit, die Reflexionsgrade R1 und R2 der Beschichtungen 9 und 10 aufeinander abzustimmen, besteht darin, zunächst einen Reflexionsgrad R1 der Beschichtung 12 zu bestimmen. Hierzu kann das bereits einseitig lackierte Fahrzeugteil 4 zunächst vermessen werden. Nachfolgend kann beispielsweise aus gegebenenfalls unterschiedlich dicken, metallisierten Kunststofffolien 14 eine Folie ausgewählt werden, deren Reflexionsgrad R2 dem Reflexionsgrad R1 der ersten Beschichtung 9 am nächsten kommt. Optional kann durch Auswahl deren Dicke eine gegebenenfalls gewünschte Verschiebung des Resonanzbereichs erzielt werden. Die ausgewählte Folie 14 wird dann auf die Rückseite 8 des Trägerteils 6 aufgeklebt.

Beispielsweise kann zu diesem Zweck ein Foliensatz mit mehreren Folienabschnitten mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften verwendet werden. Beispielsweise können die Folienabschnitte in Form einer Matrix angeordnet und markiert sein, wobei Folienabschnitte einer Spalte unterschiedliche Reflexionsgrade und gleiche Dicken und Folienabschnitte einer Zeile gleich Reflexionsgrade und unterschiedliche Dicken aufweisen.

Eine andere Möglichkeit, die Reflexionsgrade R1 und R2 der

Beschichtungen 9 und 10 aufeinander abzustimmen, besteht darin, das

Trägerteil 6 beidseitig mit vergleichbaren Lackschichten zu versehen. Wie zuvor kann die Lackierung nur im Bereich 15 des Sensors 3 oder ganzflächig erfolgen.

Zur Bestätigung des oben genannten Effekts werden insgesamt fünf unterschiedliche Proben hergestellt. Der Aufbau von vier der fünf Proben ist in den Figuren 3A bis 4B dargestellt.

Die Probe 0F0R besteht aus einer in den Figuren nicht dargestellten, beidseitig unbeschichteten Kunststoffplatte. Dabei handelt es sich insbesondere um eine 3 mm dicke Platte aus einem Polycarbonat mit dem Handelsnamen Makrolon®, das den elektromagnetischen Eigenschaften von Kunststoffen ähnelt, die beispielsweise für Stoßfänger eingesetzt werden.

Die Probe 2F0R gemäß Figur 3A besitzt nur eine einseitige, einfache Lackschicht 12 mit einer Dicke von etwa 13 pm auf der ersten Oberfläche 7. Eine derartige Dicke ist typisch für ein lackiertes Kraftfahrzeugteil 4. Der verwendete Lack umfasst circa 18 Prozent Massenkonzentration von Alu- Pigmenten im festen Lack (18 Prozent PMC-Alu-Effektpigmente), was einer sehr hohen Pigmentierung einer Metallic-Lackierung von Kraftfahrzeugen entspricht. Diese Probe dient unter anderem zum Nachweis des Reflexions- beziehungsweise Transmissionsverhalten eines konventionellen, nur einseitig lackierten Fahrzeugteils 4.

Die Probe 2F2R gemäß Figur 3B ist beidseitig mit einer einfachen circa 13 pm dicken Lackschicht 12 beschichtet. Hierzu werden beide Oberflächen 7 und 8 des Trägerteils 6 mit demselben Fahrzeuglack inklusive metallischen Effektpigmenten 13 lackiert.

In den Figuren 4A und 4B sind zwei weitere Proben 4F0R und 4F4R dargestellt, deren Oberflächen 7 und 8 mit einer doppelten Lackschicht 12 mit einer Gesamtdicke von etwa 27 pm versehen werden. Dabei wird bei der Probe 4F0R gemäß Figur 4A erneut nur die erste Oberfläche 7 lackiert, während bei der Probe 4F4R gemäß Figur 4B die erste Oberfläche 7 und die zweite Oberfläche 8 gleichartig lackiert werden.

In den Figuren 5A und 5B ist zunächst das Transmissionsbeziehungsweise Reflexionsverhalten der unbeschichteten Kunststoffplatte gemäß Probe 0F0R sowie der einseitig beschichteten Kunststoffplatte 2F0R gemäß Figur 3A als Prozentwert bzw. als entsprechende Signaldämpfung in Dezibel dargestellt. Wie insbesondere in der Figur 5A zu erkennen ist, weist das unbeschichtete Kunststoffmaterial einen Reflexionsgrad von 0 bis 20 Prozent und einen Transmissionsgrad von circa 75 bis 95 Prozent im relevanten Frequenzspektrum zwischen 60 und 90 GHz auf. Dabei liegt der geringste Reflexionsgrad in einem von Radarsensoren typischerweise nicht genutztem Frequenzspektrum unterhalb von 65 GHz. Die an 100 Prozent fehlenden Werte sind insbesondere durch Absorption durch das Kunststoffmatenal zu erklären.

Durch Aufbringen einer einfachen Lackschicht 12, wie in der Figur 3A dargestellt, wird ein Minimum der Reflexion auf circa 83 GHz verschoben. Dagegen befindet sich im Bereich zwischen 64 und 77 GHz ein Maximum, mit Reflexionsgraden von etwa 30 bis 40 Prozent, während der Transmissionsgrad auf etwa 55 bis 65 Prozent abnimmt.

In den Figuren 6A und 6B sind die gemessenen Transmissionsbeziehungsweise Reflexionsgrade für die zwei Proben 2F0R und 2F2R gemäß den Figuren 3A und 3B einander gegenübergestellt. Wie man in den Figuren 6A und 6B erkennen kann, weist der Transmissionsgrad ein Maximum von über 85 Prozent in der Nähe einer Frequenz von 77 GHz auf. Dementsprechend weist die Reflexion bei dieser Frequenz ein Minimum von nahezu 0 Prozent (-24 db) auf. Mithin verursacht das Fahrzeugteil 4 in einem für Radarsensoren typischen Frequenzspektrum praktisch keine störenden Reflexionen. Zudem wird der transmittierte Signalanteil signifikant erhöht, so dass ein Signal-Rausch-Verhältnis signifikant verbessert wird.

In der Figur 6A ist unter anderem zu erkennen, dass es einen zusammenhängenden Frequenzbereich gibt, in dem die Reflexion der doppelt lackierten Probe 2F2R deutlich geringer ist als das Reflexionsminimum der einfach lackierten Probe 2F0R. Äquivalent ist in diesem Bereich die Transmission deutlich größer. In diesem schraffiert gekennzeichnet Bereich zwischen 74 und 79 GHz können radarbasierte Abstandssensoren zuverlässig betrieben werden.

In den Figuren 7A und 7B sind entsprechend Messergebnisse für die Proben 4F0R und 4F4R gemäß den Figuren 4A und 4B dargestellt. Wie darin zu erkennen ist, verschiebt sich das Transmissionsmaximum beziehungsweise das Reflexionsminimum durch Verdoppelung der Lackschicht 12 in Richtung niedrigerer Arbeitsfrequenzen, insbesondere in dem Bereich von 72 GHz. Trotz der signifikant erhöhten Reflektivität der doppelten Lackschicht beträgt das Reflexionsminimum im Bereich um 72 GHz nur wenige Prozent und eignet sich somit ebenfalls für radarbasierte Abstandssensoren 3. Zudem liegt der reflektierte Signalanteil der beidseitigen lackierten Probe 4F4R mit circa -14 dB etwa 10 dB unterhalb der nur einseitig lackierten Probe 4F0R mit einem reflektierten Signalanteil von etwa -4 dB.

In der Zusammenschau der Figuren 6A bis 7B lässt sich erkennen, dass durch Anpassung der Dicke der Lackschichten 12 die Resonanzfrequenz des Fahrzeugteils 4 an die Frequenz der verwendeten elektromagnetischen Wellen 5, insbesondere von Radarwellen 5a und 5b, angepasst werden kann. Als weiterer Optimierungsparameter steht die Dicke D des Trägerteils 6 zur Verfügung. Der Reflexions- bzw. Transmissionsgrad des beschichteten Fahrzeugteils 4 kann weiter optimiert werden, wenn der Reflexionsgrad R2 der zweiten Beschichtung 10 geringfügig kleiner gewählt wird als der Reflexionsgrad R1 der ersten Beschichtung 9, um die von dem Trägerteil 6 verursachte Absorption zumindest teilweise auszugleichen. Beispielsweise beträgt der Reflexionsgrad R2 der zweiten Beschichtung 10 etwa 80 bis 99 Prozent, bevorzugt 90 bis 98 Prozent, beispielsweise 95 Prozent, des Reflexionsgrads R1 der ersten Beschichtung 9.

Figur 8 zeigt schematisch die Schritte eines Verfahrens zum Verbessern eines Transmissionsgrads eines Fahrzeugteils 4.

Wie in der Figur 8 dargestellt, wird in einem ersten Schritt S1 zunächst ein Reflexionsgrad R1 einer ersten Beschichtung 9 bestimmt.

Dies kann, wie oben beschrieben, durch Vermessung eines bereits einseitig lackierten Fahrzeugteils 4 oder aber basierend auf Kenntnis der zur Herstellung verwendeten relevanten Parameter, insbesondere des Transmissions-, Reflexions- und Absorptionsverhalten der verwendeten Materialien, der Dicken des Trägerteils 6 sowie der ersten Beschichtung 9, erfolgen. In diesem Fall kann der Reflexionsgrad R1 des Fahrzeugteils 4 durch entsprechende theoretische Modelle oder anhand von bekannten Messreihen ermittelt werden. Schließlich können auch lediglich die zur Lackierung verwendeten Parameter erfasst werden, ohne den ersten Reflexionsgrad R1 explizit zu erfassen.

In einem weiteren Schritt S2 wird eine zweite Beschichtung 10 auf eine gegenüberliegende Oberfläche 8 aufgetragen, wobei der Reflexionsgrad R2 der zweiten Beschichtung 10 so gewählt wird, dass er im Wesentlichen dem ersten Reflexionsgrad R1 entspricht. Dies kann, wie oben bereits dargestellt, entweder durch Aufkleben eines entsprechenden Folienabschnitts auf der zweiten Oberfläche 8, insbesondere einer selbstklebenden metallisierten Kunststofffolie 14, oder durch Lackieren wenigstens eines Abschnitts 15 der zweiten Oberfläche 8, erfolgen. Werden zum Lackieren im Wesentlichen dieselben Parameter, wie etwa eine Schichtdicke einer Lackschicht, gewählt, kann auf die explizite Bestimmung des Reflexionsgrades in der Praxis verzichtet werden, da die Reflexionsart derartiger Lackschichten 12 weitgehend übereinstimmt.

Bezugszeichen

1 Sensoranordnung

2 Chassis

3 Abstandssensor

3a Sender

3b Detektor

4 Fahrzeugteil

5 elektromagnetische Wellen

5a (emittierte) Radarwellen

5b (reflektierte) Radarwellen

6 Trägerteil

7 erste Oberfläche

8 zweite Oberfläche

9 erste Beschichtung

10 zweite Beschichtung

11 Resonator

12 Lackschicht

13 Effektpigment

14 metallisierte Kunststofffolie

15 Abschnitt (der zweiten Oberfläche 8) S1 , S2 Verfahrensschritte

D Dicke des Trägerteils