专用材料提升 ADAS 可靠性与效率：Sabic 特种聚合物方案

为乘客、乘员和行人提供全方位安全，要求车企和供应商持续优化辅助驾驶技术性能与可靠性。随着车辆集成更多安全功能和车载电子，工程师必须寻求更轻材料和更大设计自由度。Sabic 特种聚合物提供轻量化、金属替代选项、降低系统成本、增强设计自由——尤其针对雷达基础 ADAS。

雷达单元是 ADAS 传感器套件基石，支撑自适应巡航控制 (ACC)、自动紧急制动 (AEB)、前向碰撞预警 (FCW) 等功能。这些传感器需材料提供有效电磁干扰 (EMI) 屏蔽、消除串扰和射频干扰 (RFI)、吸收雷达反射、将热量从关键元件导出。

在接受 EE Times 采访中，Sabic 特种业务首席科学家 Martin Sas 解释 Sabic 材料如何驱动 ADAS 性能：“我们的化合物为电路提供 EMI 屏蔽、抑制 RFI、衰减雷达反射、提供优异导热散热，并拥有卓越机械强度和耐化学性。”

先进驾驶辅助系统

下一代汽车安全依赖天线、高效射频集成电路 (RFIC) 和低损耗紧凑电路。构成这些组件的材料对实现目标性能至关重要。这些电路的正确制造要求高质量基板材料。

Sabic 特种部门聚焦两大雷达传感器家族：用于短中距离探测的紧凑低功耗单元，和提供中长距离精确高分辨率数据的高性能单元。

Sas 指出每种传感器类型有独特材料需求。针对雷达罩，Sabic 提供玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 化合物、聚醚酰亚胺 (PEI) 树脂、泡沫夹层板，兼具低介电损耗、最小翘曲、耐高温、激光焊接能力。

“射频吸收剂如 LNP STAT-KON 系列有助于调节收发信号，缓解反射导致的误检测。LNP KONDUIT 导热材料形成注塑散热器防过热，LNP FARADEX 化合物为雷达外壳提供固有 EMI 屏蔽，”Sas 补充道。“这些材料也作为雷达天线基板，支持激光直接结构化 (LDS) 和选择性电镀或化学镀。”

汽车雷达工作在两频段：24 GHz 用于短中距离功能，77 GHz (76-81 GHz) 用于远距离探测。24 GHz 频段将于 2022 年面临带宽限制，但特定应用仍可用。

材料选择的重要性

雷达性能取决于材料展现正确介电常数、损耗因子、插入损耗、电-热-力学稳定性，以及均匀基板同质性。

“选材时考虑传感器位置、可见性、环境暴露、温度极值、可接受信号失真水平。这些因素决定雷达罩和射频吸收剂需求，”Sas 解释。

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图 1. 雷达传感器系统应用解决方案。（来源：SABIC）

关键挑战是通过多入多出 (MIMO) 天线架构——即成像雷达——实现更高分辨率。Sabic 强调成像雷达将在分辨率上匹敌激光雷达，但避免许多光学短板，将要求更严格材料属性。

“超低介电雷达罩——相对介电常数接近空气——提供显著性能增益。潜在方案包括 Sabic LNP Thermocomp 化合物、LNP 共聚物、Noryl 和 Ultem 树脂，基于特定介电和热需求选择，”Sas 表示。

“射频调节和吸收方面，我们在扩展 LNP Stat-Kon 组合：基于 PBT 化合物集成 PBT 雷达罩、基于 PEI 变体用于高温加工、基于 PC 选项用于耐用平衡性能。广泛雷达吸波材料选择让制造商按车辆尺寸、位置、功能定制传感器。”

长距离高分辨率单元处理能力提升将放大热管理需求，要求强健 EMI 保护。短距传感器也将无缝嵌入其他车辆组件。

Sas 强调电子控制单元 (ECU) 角色演变。现代车辆拥有二十余个分布式 ECU，分属分布式和集中式架构。“未来趋势指向整合域控制器——特别是 ADAS 栈——据麦肯锡。我们的特种热塑料为传统金属和玻璃传感器外壳提供有吸引力替代，得益于可调性能满足客户和应用需求。”

天线和其他电子器件设计决策将由性能要求、天线布局、覆盖需求指导。雷达方案结合人工智能算法，赋能驾驶员在道路上做出更安全决策。

>> 本文原发于姊妹站点 EE Times。