Materiales para radares de ondas milimétricas ADAS
Automotor
Sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS)

Materiales para el radar de ondas milimétricas ADAS

Materiales para radares de ondas milimétricas ADAS

Un sistema avanzado de asistencia al conductor (ADAS) es una tecnología de apoyo a la conducción diseñada para hacer que los viajes en automóvil sean más seguros y cómodos para los conductores.

El radar de ondas milimétricas, que es uno de los componentes de ADAS, detecta la distancia y la dirección de un objeto emitiendo ondas de radio de longitud de onda corta, como 24 GHz y 76 GHz, hacia el objeto y detectando las ondas de radio que se reflejan.

En esta página, presentaremos varios materiales para radares de ondas milimétricas que forman parte de ADAS.

* Haga clic aquí para obtener más información sobre “Materiales para cámaras ADAS en vehículos y pantallas de visualización frontal”

Asahi Kasei ayuda a crear un radar de ondas milimétricas de alto rendimiento para un transporte seguro y cómodo.

Materiales para antenas de matriz de ranuras de guía de ondas (bajo costo, alta estabilidad dimensional, buen recubrimiento) xyron AA105-52 (en desarrollo)・DG040

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.

El material de desarrollo XYRON™ "AA105-52" y XYRON™ DG 040 ofrecen alta resistencia térmica y alcanzan un bajo coeficiente de expansión lineal estable en un amplio rango de temperaturas. Son grados adecuados para la conversión en resina de piezas metálicas que requieren precisión, como antenas de matriz de ranuras de guía de ondas.

A continuación se detallan los beneficios para el usuario de las antenas de guía de ondas ranuradas XYRON™.

  • Rendimiento mejorado de la antena al utilizar aire como guía de ondas, que tiene la constante dieléctrica más baja en comparación con el tipo de microbanda convencional.
  • Reducción del coste de procesamiento mediante moldeo por inyección + enchapado en comparación con el corte de metal (mecanizado CNC).
  • Reducción de peso de hasta un 40% en comparación con el metal.
  • Mejor estabilidad dimensional y reproducibilidad de forma que otras resinas (PPS), contribuyendo.

Tipo de antena Microbanda Ranura de guía de ondas
(Metal)
Ranura de guía de ondas
(XYRON™ + enchapado)
Ranura de guía de ondas
(PPS+Revestimiento)
Costo ++ -- ++ --
Peso ++ -- ++ -
Actuación -- ++ ++ -
Estabilidad dimensional ++ ++ --
Enchapado ++ ++ --

 

Propiedad Unidades Método de prueba Condición de prueba XYRON™ PPS+GF40
AA105-52
(En desarrollo)
DG040
Peso específico JIS K7112 23℃ 1.56 1.52 1.66
DULC ISO 75-1 1,8 MPa 253 188 >260
CLTE (doctorado en medicina y doctorado) ×10^-5
mm/mm/℃
ISO 11359 -30~65℃ 1.5/2.8 2.2/3.1 1.5/4.5
Contracción de moldeo (MD/TD) % ASAHI KASEI
método
150×150×2㎜​ 0.17/0.22​ 0.28/0.34​ 0.30/0.67​
Resistencia a la tracción MPa ISO 527-2 23 ℃/50 % de humedad relativa 122 66​ 165
Deformación por tracción (nominal) % ISO 527-2 23 ℃/50 % de humedad relativa 2 2​ 3
Resistencia a la flexión MPa ISO 178 23 ℃/50 % de humedad relativa 175 103​ 253
Módulo de flexión MPa ISO 178 23 ℃/50 % de humedad relativa 12,810​ 9,500​ 15,000​
Resistencia al impacto Charpy kJ/m² ISO 179 23 ℃/50 % de humedad relativa 4​ 2​ 9
XYRON™ desarrolló el material “AA105-52” y comercializó el material “DG040” Propiedades

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.

Evaluación de la adherencia entre el cobre y el material base
Evaluación de la adherencia entre el cobre y el material base

En comparación con el PPS, que generalmente se considera difícil de recubrir, el proceso de recubrir con XYRON™ requiere menos costos de procesamiento, lo que se traduce en beneficios de costos para el producto.

Materiales para carcasas de radares de ondas milimétricas ADAS xyron AA181-16 (en desarrollo)

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.

Comparación de las propiedades dieléctricas entre XYRON™ y SunForce™ y otras resinas (sin reforzar)
Comparación de las propiedades dieléctricas entre XYRON™ y SunForce™ y otras resinas (sin reforzar)

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.

Resultados de la simulación de transparencia de ondas de radio del radomo del material de desarrollo XYRON™ "AA181-16" (banda de frecuencia @28GHz)
Resultados de la simulación de transparencia de ondas de radio del radomo del material de desarrollo XYRON™ "AA181-16" (banda de frecuencia @28GHz)

Materiales para radares de ondas milimétricas con calentadores para derretir nieve Fuerza solar SunForce™

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.

Imagen de aplicación de SunForce™ para radomo de radar de ondas milimétricas con calentador para derretir nieve
Imagen de aplicación de SunForce™ para radomo de radar de ondas milimétricas con calentador para derretir nieve

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.

Simulación de los efectos de ahorro energético de una estructura termoaislante utilizando SunForce™
Simulación de los efectos de ahorro energético de una estructura termoaislante utilizando SunForce™

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