Gespecialiseerde materialen verbeteren ADAS-betrouwbaarheid en -efficiëntie

Het leveren van uitgebreide veiligheid voor passagiers, inzittenden en voetgangers vereist dat automakers en leveranciers continu de prestaties en betrouwbaarheid van assisted-driving technologieën verfijnen. Naarmate voertuigen meer veiligheidsfeatures en boord-elektronica accumuleren, moeten ingenieurs lichtere materialen en grotere ontvrijheid zoeken. Sabic's specialiteitspolymeren bieden lichtgewicht, metaal-vervangende opties, lagere systeemkosten, en verbeterde ontvrijheid – vooral voor radar-gebaseerde ADAS.

Radareenheden zijn een hoeksteen van de ADAS-sensor-suite, die features ondersteunen zoals adaptieve cruise control (ACC), autonom noodremmen (AEB), en voorwaarschuwings-systeem (FCW). Deze sensoren vereisen materialen die effectieve elektromagnetische-interferentie (EMI) afscherming bieden, cross-talk en radiofrequentie-interferentie (RFI) elimineren, radarreflecties absorberen, en warmte van kritische componenten wegleiden.

In een interview met EE Times, legde Martin Sas, Sabic's lead scientist voor het Specialties-zakelijk, uit hoe Sabic's materialen ADAS-prestaties drijven: "Onze compounds leveren EMI-afscherming voor schakelingen, onderdrukken RFI, dempen radarreflecties, bieden uitstekende thermische geleiding voor warmte-afvoering, en beschikken over superieure mechanische sterkte en chemische weerstand."

Geavanceerde bestuurder-assist-systemen

Next-generation automotive veiligheid vertrouwt op antennes, efficiënte RFIC's, en low-loss compacte circuits. De materialen die deze componenten vormen, zijn daarom cruciaal voor het behalen van de gewenste prestaties. Juiste fabricatie van deze circuits vereist hoogwaardige substraatmaterialen.

Sabic's Specialties-unit richt zich op twee primaire radar-sensorfamilies: compacte, low-power eenheden voor korte-tot-middelbereik detectie, en high-performance eenheden die nauwkeurige, hoge-resolutie data over middel-tot-lange afstanden leveren.

Sas merkt op dat elk sensortype distincte materiaalbehoeftes heeft. Voor radomes biedt Sabic glasvezel-versterkte polybutyleen tereftalaat (PBT) compounds, polyetherimide (PEI) harsen, en schuimplaten-sandwichpanelen die lage dielectrische verlies, minimale vervorming, hoge-temperatuurbestendigheid, en laser-lasbaarheid combineren.

"Radiofrequentie-absorbers zoals onze LNP STAT‑KON-reeks helpen getransmitteerde en ontvangen signalen te conditioneren, wat false-detecties veroorzaakt door reflecties mitigeert. LNP KONDUIT thermisch-beheermaterialen vormen injection-molded heatsinks die oververhitting voorkomen, terwijl LNP FARADEX-compounds inherent EMI-afscherming bieden voor radar-behuizingen," voegde Sas toe. "Deze materialen dienen ook als substraat voor radar-antennes, ondersteunend laser-direct-structuring (LDS) en selectieve electro- of electroless platen."

Automotive radar opereert in twee frequentiebanden: 24 GHz voor korte- en middellange-functies, en 77 GHz (76‑81 GHz) voor lange-afstand-detectie. De 24 GHz-band zal bandbreedte-beperkt worden in 2022, maar blijft beschikbaar voor bepaalde toepassingen.

Het belang van materiaalselectie

Radar-prestaties hangen af van materialen die de juiste dielectrische constante, dissipatiefactor, insertieverlies, en elektrisch-thermisch-mechanische stabiliteit vertonen, evenals uniforme substraat-homogeniteit.

"Bij het kiezen van materialen, overweeg de sensorplaatsing, zichtbaarheid, omgevingsblootstelling, temperatuurextremen, en het acceptabele signaaldistortie-niveau. Deze factoren dicteren de eisen voor radomes en RF-absorbers," legde Sas uit.

klik voor full-size afbeelding

Figuur 1. Oplossingen voor Radar Sensor Systeem Applicaties. (Bron: SABIC)

Een cruciale uitdaging is hogere resolutie bereiken met multiple-input, multiple-output (MIMO) antenne-architecturen – zogenaamde imaging radar. Sabic benadrukt dat imaging radar wel LiDAR in resolutie kan rivaliseren, maar veel optische tekortkomingen vermijdt en nog strengere materiaaleigenschappen zal eisen.

"Ultra-lage-dielectrische radomes – wier relative permittiviteit die van lucht benadert – bieden significante prestatiewinst. Potentiële oplossingen omvatten Sabic's LNP Thermocomp compounds, LNP copolymers, Noryl, en Ultem harsen, geselecteerd op specifieke dielectrische en thermische eisen," zei Sas.

"Voor RF-conditionering en absorptie, breiden we ons LNP Stat‑Kon-portfolio uit: PBT-gebaseerde compounds voor integratie met PBT-radomes, PEI-gebaseerde varianten voor high-temperatuur-verwerking, en PC-gebaseerde opties voor duurzame, gebalanceerde prestaties. Een brede selectie van radar-absorberende materialen laat fabrikanten toe sensoren af te stemmen op voertuiggrootte, locatie, en functie."

Toenemende verwerkingskracht voor lange-afstand, hoge-resolutie eenheden zal thermisch-beheer-eisen versterken en robuuste EMI-bescherming noodzakelijk maken. Korte-afstand-sensoren zullen ook naadloos geïntegreerd worden in andere voertuigcomponenten.

Sas benadrukte de evolutieve rol van elektronische controle-eenheden (ECU's). Moderne voertuigen hosten meer dan twee dozijn gedistribueerde ECU's, verdeeld over gedecentraliseerde en gecentraliseerde architecturen. "Toekomstige trends wijzen geconsolideerde domeincontrollers – met name voor ADAS-stacks – volgens McKinsey. Onze specialiteit-thermoplasten bieden aantrekkelijke alternatieven voor traditionele metaal- en glas-sensor-behuizingen, dankzij afstemmbare eigenschappen die klant- en toepassingsbehoeften voldoen."

Ontwerpbeslissingen voor antennes en andere elektronische apparaten worden geleid door prestatievereisten, antenneplaatsing, en dekkingsbehoeftes. Radar-gebaseerde oplossingen, gekoppeld met kunstmatige-intelligentie algoritmes, maken bestuurders in staat om veiligere beslissingen op de weg te nemen.

>> Dit artikel was oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Times.