Spezialmaterialien erhöhen ADAS Zuverlässigkeit und Effizienz

Umfassende Sicherheit für Passagiere, Insassen und Fußgänger zu liefern verlangt dass Automobilhersteller und Supplier kontinuierlich Performance und Zuverlässigkeit assisted-driving Technologien verfeinern. Da Fahrzeuge mehr Safety Features und Onboard Electronics akkumulieren, müssen Ingenieure leichtere Materialien und größere Designflexibilität suchen. Sabics Specialty Polymere bieten Lightweight Metal-Replacement Optionen, niedrigere Systemkosten und enhanced Design Freedom – besonders für Radar-basiertes ADAS.

Radar-Einheiten sind Eckpfeiler des ADAS Sensor Suites, untermauern Features wie Adaptive Cruise Control (ACC), Autonomous Emergency Braking (AEB) und Forward-Collision Warning (FCW). Diese Sensoren benötigen Materialien die effektives Electromagnetic-Interference (EMI) Shielding bieten, Cross-Talk und Radio-Frequency Interference (RFI) eliminieren, Radar-Reflexionen absorbieren und Wärme von kritischen Komponenten ableiten.

In Interview mit EE Times erklärte Martin Sas, Sabics Lead Scientist für Specialties Business, wie Sabics Materialien ADAS Performance drive: „Unsere Compounds liefern EMI Shielding für Circuitry, suppressen RFI, attenuieren Radar-Reflexionen, bieten exzellente Thermal Conductivity für Heat Dissipation und boasten superior Mechanical Strength und Chemical Resistance.“

Advanced Driver-Assist Systems

Next-Gen Automotive Safety relies auf Antennen, effiziente RFICs und Low-Loss Compact Circuits. Die Materialien die diese Komponenten ausmachen sind daher kritisch für desired Performance. Proper Fabrication dieser Circuits demanded High-Quality Substrate Materials.

Sabics Specialties Unit fokussiert auf zwei primäre Radar Sensor Familien: Kompakte, Low-Power Units für Short-to-Mid-Range Detection, und High-Performance Units die präzise, High-Resolution Data über Mid-to-Long Distances liefern.

Sas notes dass jeder Sensor Type distinct Material Needs hat. Für Radome bietet Sabic Glass-Fiber-Reinforced Polybutylene Terephthalate (PBT) Compounds, Polyetherimide (PEI) Resins und Foam Sandwich Panels die Low Dielectric Loss, Minimal Warpage, High-Temperature Resistance und Laser-Welding Capability kombinieren.

„Radio-Frequency Absorbers wie unsere LNP STAT-KON Series helfen transmitted und received Signals zu konditionieren, mitigating False Detections caused by Reflections. LNP KONDUIT Thermal-Management Materials formen Injection-Molded Heat Sinks die Overheating verhindern, während LNP FARADEX Compounds inherent EMI Shielding für Radar Housings bereitstellen“, Sas added. „Diese Materialien dienen auch als Substrate für Radar Antennen, supportend Laser-Direct Structuring (LDS) und Selective Electro- oder Electroless Plating.“

Automotive Radar operiert in zwei Frequency Bands: 24 GHz für Short- und Medium-Range Functions, und 77 GHz (76-81 GHz) für Long-Range Detection. 24 GHz Band wird bis 2022 Bandwidth-Constrained, bleibt aber für bestimmte Applikationen verfügbar.

Wichtigkeit der Materialauswahl

Radar Performance hinged auf Materials die richtige Dielectric Constant, Dissipation Factor, Insertion Loss und Electrical-Thermal-Mechanical Stability exhibit, sowie Uniform Substrate Homogeneity.

„Bei Materialwahl Sensor Placement, Visibility, Environmental Exposure, Temperature Extremes und Level akzeptabler Signal Distortion berücksichtigen. Diese Factors diktieren Requirements für Radome und RF Absorbers“, Sas explained.

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Abbildung 1. Solutions für Radar Sensor System Applications. (Quelle: SABIC)

Eine Key Challenge ist Higher Resolution mit Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Antenna Architectures zu erreichen – so-genanntes Imaging Radar. Sabic emphasized dass während Imaging Radar LiDAR in Resolution rivalisieren wird, es viele Optical Shortcomings vermeidet und even stricter Material Properties demanden wird.

„Ultra-Low-Dielectric Radomes – deren Relative Permittivity sich Air annähert – bieten signifikante Performance Gains. Potential Solutions inkludieren Sabics LNP Thermocomp Compounds, LNP Copolymers, Noryl und Ultem Resins, selected based on spezifischen Dielectric und Thermal Requirements“, Sas said.

„Für RF Conditioning und Absorption expandieren wir unser LNP Stat-KON Portfolio: PBT-based Compounds für Integration mit PBT Radomes, PEI-based Variants für High-Temperature Processing, und PC-based Options für Durable, Balanced Performance. Broad Selection Radar-Absorbing Materials lässt Manufacturers Sensoren zu Vehicle Size, Location und Function tailorn.“

Increasing Processing Power für Long-Range High-Resolution Units wird Thermal Management Demands amplifizieren und robuste EMI Protection necessitate. Short-Range Sensors werden auch seamlessly in andere Vehicle Components embedded.

Sas highlighted evolving Role von Electronic Control Units (ECUs). Moderne Fahrzeuge hosten über zwei Dutzend distributed ECUs, split zwischen Decentralized und Centralized Architectures. „Future Trends point zu Consolidated Domain Controllers – besonders für ADAS Stacks – laut McKinsey. Unsere Specialty Thermoplastics bieten attraktive Alternativen zu Traditional Metal und Glass Sensor Housings, dank tunable Properties die Customer und Application Needs meeten.“

Design Decisions für Antennen und andere Electronic Devices werden guided by Performance Requirements, Antenna Placement und Coverage Needs. Radar-basierte Solutions, gekoppelt mit Artificial-Intelligence Algorithms, empower Drivers sicherere Entscheidungen auf Road zu machen.

>> Dieser Artikel wurde ursprünglich auf unserer Schwesterseite EE Times veröffentlicht.