Materialien für ADAS-Millimeterwellenradare

Da die Radomkuppel die äußerste Komponente des Radarsystems ist, muss sie leicht und wetterbeständig sein. Darüber hinaus sollte die Radomkuppel eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweisen, um eine optimale Übertragung elektromagnetischer Wellen zu erreichen. Die Notwendigkeit, die elektromagnetische Dämpfung in der Radomkuppel zu minimieren, ist besonders bei Hochfrequenzsystemen wie Millimeterwellenradaren dringend. Folglich sind die relative Dielektrizitätskonstante (Dk) und der Verlustfaktor (Df) – physikalische Eigenschaften, die die Dämpfung elektromagnetischer Wellen in einem Material beschreiben – wichtige Merkmale der Materialien, aus denen Radarkomponenten hergestellt werden.

Das Grundmaterial der XYRON™-Produkte von Asahi Kasei ist Polyphenylenether (PPE), der sich aufgrund seiner niedrigen dielektrischen Permittivität und seines geringen Verlustfaktors gut für den Einsatz in Informations- und Kommunikationssystemen eignet.

Die hohe Glasübergangstemperatur von PPE stellt außerdem sicher, dass die Temperaturabhängigkeit der dielektrischen Permittivität bei XYRON™-Produkten geringer ist als bei anderen hitzebeständigen Harzen.

Insbesondere handelt es sich bei AA181-7 um eine XYRON™-Entwicklungsqualität mit hervorragender Hydrolysebeständigkeit und Stoßfestigkeit, die gleichzeitig eine niedrige dielektrische Permittivität und Konformität mit dem Flammschutzstandard UL94V-0 bietet – eine Kombination, die mit herkömmlichen Materialien nahezu unmöglich zu erreichen ist.

Bisher wurden Radome üblicherweise aus Polycarbonaten (PCs), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyphenylensulfid (PPS) oder ähnlichen Materialien hergestellt, aber diese Auswahl lässt hinsichtlich der dielektrischen Eigenschaften zu wünschen übrig. Insbesondere die Materialeigenschaften von kristallinen Harzen wie PBT und PPS variieren bei Temperaturen oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur (Tg) erheblich; insbesondere muss die dielektrische Permittivität solcher Materialien in Hochtemperaturumgebungen sorgfältig überwacht werden.

Diese Probleme können ein für alle Mal beseitigt werden, wenn Sie sich für die Entwicklungsqualität XYRON™ AA181-7 von Asahi Kasei als Material für Radome entscheiden.

Schlitzwellenleiter-Arrayantennen sind Antennen im Millimeterwellenband, die typischerweise eine Struktur aufweisen, bei der mehrere Schlitzantennenelemente in einem Metallwellenleiter vorgesehen sind, um als Arrayantenne zu funktionieren. Diese Antennen wurden aufgrund ihrer hohen Leistung kürzlich für Anwendungen wie ADAS in Betracht gezogen.

Asahi Kasei und das Hirokawa Lab am Institute of Science Tokyo arbeiten an der Herstellung von Wellenleitern unter Verwendung des metallisierten XYRON™-Entwicklungsmaterials „AA105-52“, um das Gewicht und die Herstellungskosten von Wellenleiter-Schlitz-Array-Antennen zu reduzieren.

Die XYRON™-Entwicklungsmaterialien „AA105-52“ und „DG040“ von XYRON™ bieten eine hohe Hitzebeständigkeit und erreichen einen stabilen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten über einen weiten Temperaturbereich. Diese Qualitäten eignen sich für die Verarbeitung von Metallteilen, die Präzision erfordern, wie z. B. Wellenleiter-Schlitzantennen, zu Harz.

Darüber hinaus verfügt XYRON™ über hervorragende Beschichtungseigenschaften und haftet besser an Kupfer als andere Materialien wie Polycarbonat und Polypropylen, wie die folgenden Bewertungsergebnisse zeigen.

Bei Schneefall kann sich durch die Schneeansammlung auf der Radarkuppel die Reflexion von Millimeterwellen erhöhen, was zu einer verringerten Erkennungsleistung führt. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Technologie in die Praxis umgesetzt, bei der Heizgeräte in der Radarkuppel platziert werden, um den Schnee zu schmelzen.

Zur Lösung dieses Problems schlägt Asahi Kasei eine Struktur vor, bei der „SunForce™“, ein Material, das durch Aufschäumen von modifiziertem PPE-Harz hergestellt wird, auf der Rückseite der Millimeterwellenradarkuppel positioniert wird. Aufgrund der hohen Isoliereigenschaften und der geringen dielektrischen Eigenschaften von SunForce™ kann die vom Heizgerät erzeugte Wärme effektiv genutzt werden, während die Dämpfung elektromagnetischer Wellen im Millimeterwellenband minimiert wird.

Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, ist es bei Verwendung von SunForce™ mit einer Dicke von 3 mm und einem Aufschäumverhältnis von 10x möglich, den Stromverbrauch des Heizgeräts zu reduzieren, der zum Beheizen der Millimeterwellenradarkuppel erforderlich ist.