Materiales para radares de ondas milimétricas ADAS

Debido a que el radomo es el componente más externo del sistema de radar, debe ser liviano y resistente a la intemperie; además, el radomo debe tener una permitividad dieléctrica baja para lograr una transmisión óptima de ondas electromagnéticas. La necesidad de minimizar la atenuación electromagnética en el radomo es particularmente urgente para sistemas de alta frecuencia como los radares de ondas milimétricas. En consecuencia, la permitividad dieléctrica relativa (Dk) y la tangente de pérdida (Df), propiedades físicas que describen la atenuación de las ondas electromagnéticas en un material, son características importantes de los materiales utilizados para fabricar componentes de radar.

El material original de los productos XYRON™ de Asahi Kasei es el éter de polifenileno (PPE), cuya baja permitividad dieléctrica y baja tangente de pérdida lo hacen ideal para su uso en sistemas de información y comunicación.

La alta temperatura de transición vítrea del PPE también garantiza que la dependencia de la temperatura de la permitividad dieléctrica sea menor para los productos XYRON ™ que para otras resinas resistentes al calor.

En particular, AA181-7 es un grado de desarrollo XYRON™ con excelente resistencia a la hidrólisis y a los golpes que ofrece simultáneamente baja permitividad dieléctrica y cumplimiento del estándar ignífugo UL94V-0, una combinación que es casi imposible de lograr utilizando materiales convencionales.

Hasta la fecha, los radomos se han fabricado generalmente con policarbonatos (PC), tereftalato de polibutileno (PBT), sulfuro de polifenileno (PPS) o materiales similares, pero estas opciones dejan mucho que desear desde el punto de vista de las propiedades dieléctricas. En particular, las propiedades materiales de las resinas cristalinas como el PBT y el PPS varían significativamente a temperaturas superiores a su temperatura de transición vítrea (Tg); en particular, la permitividad dieléctrica de dichos materiales en entornos de alta temperatura debe controlarse cuidadosamente.

Estos problemas pueden eliminarse de una vez por todas eligiendo el grado de desarrollo XYRON™ AA181-7 de Asahi Kasei como material para radomos.

Las antenas de matriz con guía de ondas ranurada son antenas de banda de ondas milimétricas que normalmente tienen una estructura en la que se proporcionan múltiples elementos de antena con ranura en una guía de ondas de metal para funcionar como una antena de matriz. Estas antenas se han considerado recientemente para aplicaciones como ADAS debido a su alto rendimiento.

Asahi Kasei y el Laboratorio Hirokawa del Instituto de Ciencias de Tokio están trabajando en la formación de guías de ondas utilizando material de desarrollo XYRON™ revestido de metal "AA105-52" para reducir el peso y los costos de fabricación de las antenas de matriz de ranuras de guías de ondas.

Los materiales de desarrollo XYRON™ "AA105-52" y XYRON™ "DG040" ofrecen una alta resistencia al calor y logran un coeficiente de expansión lineal bajo y estable en un amplio rango de temperaturas. Son grados adecuados para convertir en resina piezas metálicas que requieren precisión, como antenas de matriz de ranuras de guía de ondas.

Además, XYRON™ tiene excelentes propiedades de recubrimiento y se adhiere mejor al cobre que otros materiales como el policarbonato y el polipropileno, como se muestra en los resultados de la evaluación a continuación.

Durante las nevadas, la acumulación de nieve en el radomo puede aumentar la reflexión de las ondas milimétricas, lo que reduce el rendimiento de detección. Para solucionar este problema, se ha puesto en práctica una tecnología que coloca calentadores en el radomo para derretir la nieve.

Para resolver este problema, Asahi Kasei Asahi Kasei propone una estructura que coloca "SunForce™", un material fabricado con resina PPE modificada espumada, en la parte posterior del radomo del radar de ondas milimétricas. Debido a las altas propiedades de aislamiento y las bajas características dieléctricas de SunForce™, permite el uso efectivo del calor generado por el calentador al tiempo que minimiza la atenuación de las ondas electromagnéticas en la banda de ondas milimétricas.

Como se muestra en el diagrama a continuación, al utilizar SunForce™ con un espesor de 3 mm y una relación de espumación de 10x, es posible reducir el consumo de energía del calentador necesario para calentar el radón del radar de ondas milimétricas.