ADAS 毫米波雷达材料

高级驾驶辅助系统 (ADAS) 是一种驾驶支持技术,旨在让驾驶员的汽车旅途更安全、更舒适。

毫米波雷达是ADAS的构成要素之一,通过向物体发射24GHz、76GHz等短波长的电波,并检测反射回来的电波,来检测与物体的距离和方向。

本页介绍构成ADAS的关键传感器和设备之一的ADAS毫米波雷达用的树脂材料。
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旭化成针对ADAS毫米波雷达提出了具有优异无线电波透明度的低介电树脂材料,支持实现安全舒适的交通。

ADAS 毫米波雷达外壳材料 xyron AA181-16(开发中)

由于天线罩是雷达系统的最外层部件,因此它必须重量轻且耐候性好;此外,天线罩应具有较低的介电常数,以实现最佳的电磁波传输。对于毫米波雷达等高频系统来说,将天线罩内的电磁衰减降至最低的需求尤为迫切。因此,相对介电常数 (Dk) 和损耗角正切 (Df)(描述材料中电磁波衰减的物理特性)是用于制造雷达部件的材料的重要特性。

旭化成XYRON™产品的母材是聚苯醚 (PPE),其低介电常数和低损耗角正切使其非常适合用于信息和通信系统。

各工程塑料的介电特性比较(非增强型)
各工程塑料的介电特性比较(非增强型)

PPE的高玻璃化转变温度也确保了XYRON™产品的介电常数的温度依赖性低于其他耐热树脂。

特别是,AA181-7 是XYRON™开发级,具有出色的抗水解和抗冲击性能,同时提供低介电常数并符合 UL94V-0 阻燃标准,而这种组合几乎是使用传统材料不可能实现的。

迄今为止,天线罩通常由聚碳酸酯 (PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)、聚苯硫醚 (PPS) 或类似材料制成,但从介电特性的角度来看,这些选择还有很多不足之处。特别是 PBT 和 PPS 等结晶树脂的材料特性在超过其玻璃化转变温度 (Tg) 的温度下会发生显着变化;特别是,必须仔细监测此类材料在高温环境中的介电常数。

通过选择旭化成的XYRON™ AA181-7 开发级作为机鼻雷达罩的材料,可以一劳永逸地消除这些问题。

XYRON™开发材料“AA181-16”机罩电波透明度模拟结果(频带@28GHz)
XYRON™开发材料“AA181-16”机罩电波透明度模拟结果(频带@28GHz)

缝隙波导阵列天线材料 xyron AA105-52(开发中)・DG040

缝隙波导阵列天线是毫米波段的天线,其典型结构是在金属波导中设置多个缝隙天线元件,以阵列天线的形式工作。这些天线最近因其高性能而被考虑用于 ADAS 等应用。

旭化成和东京科学研究所的广川实验室正在致力于使用金属镀层XYRON™开发材料“AA105-52”形成波导,以减轻波导缝隙阵列天线的重量和制造成本。

XYRON™开发材料“AA105-52”和XYRON™ “DG040”具有高耐热性,在很宽的温度范围内实现了稳定的低线膨胀系数,是适合将波导缝隙阵列天线等要求精度的金属部件树脂化的产品。

 

财产 单位 测试方法 测试条件 XYRON™ PPS+GF40
AA105-52
(开发中)
DG040
比重 JIS K7112 23℃ 1.56 1.52 1.66
DTUL ISO 75-1 1.8兆帕 253 188 >260
线温度系数 (MD/TD) ×10^-5​
mm/mm/℃
ISO 11359 -30~65℃ 1.5/2.8 2.2/3.1 1.5/4.5
成型收缩率(MD/TD) % ASAHI KASEI​
method​
150×150×2㎜​ 0.17/0.22​ 0.28/0.34​ 0.30/0.67​
介电常数 SPDR 方法 10GHz 4.0​ 3.8​ 3.7​
耗散因数 10GHz 0.008​ 0.008​ 0.0079
抗拉强度 MPa ISO 527-2​ 23℃/50%相对湿度 122 66​ 165
(标称)拉伸应变 % ISO 527-2​ 23℃/50%相对湿度 2 2​ 3
抗弯强度 MPa ISO 178​ 23℃/50%相对湿度 175 103​ 253
弯曲模量 MPa ISO 178​ 23℃/50%相对湿度 12,810​ 9,500​ 15,000​
简支梁冲击强度 kJ/m² ISO 179 23℃/50%相对湿度 4​ 2​ 9
XYRON™开发的材料“AA105-52”和上市的材料“DG040”特性

此外,XYRON™具有优异的电镀性能,并且比聚碳酸酯和聚丙烯等其他材料对铜的粘附性更好,如下面的评估结果所示。

铜与基材附着力评估
铜与基材附着力评估

带融雪加热器的毫米波雷达材料 阳光力量 SunForce™

下雪时,雷达罩上积雪会增加毫米波的反射,导致探测性能下降。为了解决这个问题,在雷达罩内放置加热器来融化积雪的技术已经投入实用。

为了解决这一问题,旭化成旭化成提出了一种结构,将发泡改性PPE树脂制成的材料“ SunForce™ ”放置在毫米波雷达天线罩的背面。由于SunForce™的高绝缘性和低介电特性,可以有效利用加热器产生的热量,同时最大限度地减少毫米波段电磁波的衰减。

带融雪加热器的毫米波雷达罩SunForce™应用图像
带融雪加热器的毫米波雷达罩SunForce™应用图像

如下图所示,使用厚度3mm、发泡倍率为10倍的SunForce™时,可以降低加热毫米波雷达罩所需的加热器功耗。

利用SunForce™模拟隔热结构的节能效果
利用SunForce™模拟隔热结构的节能效果

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