毫米波雷達(dá)憑借出色的測(cè)距測(cè)速能力,被廣泛應(yīng)用于在自適應(yīng)巡航控制(ACC)、前向防撞報(bào)警(FCW)、盲點(diǎn)檢測(cè)(BSD)、輔助停車(PA)、輔助變道(LCA)、AEB(自動(dòng)緊急剎車)等汽車ADAS中。 
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的提升,ADAS功能正在迅速普及,基本上每輛車都需要3~5個(gè)毫米波雷達(dá)。據(jù)相關(guān)調(diào)研機(jī)構(gòu),2019年全球車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模為42億美元,而隨著越來(lái)越多企業(yè)的采用,預(yù)計(jì)2025年全球車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)可達(dá)130億美元。

大家都知道,毫米波即波長(zhǎng)為毫米級(jí)(即波長(zhǎng)在1~10mm)的電磁波,在接觸到前方車輛(或障礙物)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反射波,這個(gè)反射波傳回雷達(dá)后再經(jīng)相關(guān)軟件分析,我們便可獲知與前方車輛(或障礙物)間的距離。
毫米波雷達(dá)測(cè)距原理:L=1/2cT,T為通過(guò)反射波與發(fā)射波的時(shí)間差,c=3*108m/s
為了保障測(cè)距的準(zhǔn)確性,在雷達(dá)發(fā)出毫米波后,雷達(dá)罩及其外裝飾件則必須做到盡量減少毫米波的損耗,保證這些電磁波能均勻的朝著對(duì)應(yīng)方向擴(kuò)散出去。因此,毫米波雷達(dá)的雷達(dá)罩及其外裝飾件的透波性能是材料選擇的首要因素。
在材料領(lǐng)域,我們?cè)u(píng)判透波性能的關(guān)鍵指標(biāo)是介電常數(shù),介電常數(shù)越小,則其透波性越好。因此,從透波性考慮,滿足車規(guī)且低介電常數(shù)的PPS、PTFE等材料是極為合適的材料。但由于PPS、PTFE等高性能材料往往成本更高,且加工難度大。這時(shí)一些通用工程塑料就出現(xiàn)在了工程師們的視野之中:比如說(shuō)PC、PBT等。這里我們主要是介紹PC在毫米波雷達(dá)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。
聚碳酸酯(PC)材料的介電常數(shù)稍高于PPS、PTFE等,但透波性良好,成本相對(duì)較低,易加工,且滿足耐候性、輕量化需求,外觀效果好。因此,PC材料是毫米波雷達(dá)外裝飾件主體材料的主流選擇。
PC材料是常用工程塑料之一,其本身便具備良好的耐候性。再經(jīng)過(guò)表面硬化處理等技術(shù)工藝的使用,可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的使用壽命。據(jù)了解,此類PC產(chǎn)品在長(zhǎng)期的外界環(huán)境下材料性能也不會(huì)受到大的影響,壽命可長(zhǎng)達(dá)20年。
圖 聚碳酸酯薄膜作為雷達(dá)罩的性能進(jìn)行的人工耐候性測(cè)試 來(lái)自科思創(chuàng)
隨著車載雷達(dá)從商用車逐漸向乘用車普及,毫米波雷達(dá)傳感器搭載數(shù)量的提升,也將給透波材料需求帶來(lái)提升,據(jù)行業(yè)人士分析,2020年可能有2000噸PC用于雷達(dá)車標(biāo)。
下面,小編便為大家簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)用來(lái)隱藏毫米波雷達(dá)的外裝飾件。
PC材料作為毫米波雷達(dá)外裝飾件的應(yīng)用
自動(dòng)駕駛趨勢(shì)下,未來(lái)汽車搭載的雷達(dá)傳感器將越來(lái)越多,PC材料除了透波性O(shè)K外,其本色為透明,可根據(jù)需求調(diào)配處?kù)挪实母鞣N顏色,表面光亮,十分適合各種外觀裝飾件的生產(chǎn)。因此,除了大家比較熟知的ACC車標(biāo)之外,還有一體化格柵、汽車大燈、汽車頂棚等集成毫米波雷達(dá)的部件有應(yīng)用到聚碳酸酯PC材料。
針對(duì)雷達(dá)車標(biāo)來(lái)講,為保障電磁波在發(fā)出與接收的均勻性,我們需要厚度與密度都盡量保持一致的車標(biāo)整體。傳統(tǒng)車標(biāo)大部分都是立體凹凸不平的產(chǎn)品,當(dāng)下熱門的ACC雷達(dá)車標(biāo)基本是扁平化實(shí)心結(jié)構(gòu)。
圖 通用汽車的ACC雷達(dá)車標(biāo)示意圖 專利號(hào)US 20170259754A1
通過(guò)PC填充注塑制成的透波車標(biāo)裝飾件,其優(yōu)勢(shì)有;
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可將雷達(dá)藏于車標(biāo)后,
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信號(hào)透過(guò)性好
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高光澤平整的玻璃質(zhì)感
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易于金屬鍍層加工
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材料具有高韌性
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長(zhǎng)期耐刮擦和耐候佳
毫米波雷達(dá)系統(tǒng)安裝在車標(biāo)背后,通過(guò)PC材料制作的車標(biāo)能夠滿足透波,耐候等要求。

圖 英菲尼迪車標(biāo)
創(chuàng)新的聚碳酸酯材料借助薄膜嵌件成型(FIM)后,生產(chǎn)具有復(fù)雜表面弧度的玻璃質(zhì)感的設(shè)計(jì),融入照明功能,甚至滿足氛圍照明、觸控顯示、雷達(dá)傳感器等功能集成。
圖 Makrofol?聚碳酸酯薄膜制作的無(wú)縫前格柵 攝于科思創(chuàng)展臺(tái)
近期,科思創(chuàng)首次在國(guó)內(nèi)展示的創(chuàng)新大燈全新概念,將日間行車燈、轉(zhuǎn)向燈、自動(dòng)駕駛行人識(shí)別燈等集成到車燈上。大燈樣件主要由三部分組成:前大燈罩、組合式飾圈和功能性外殼,前大燈面罩由科思創(chuàng)車燈專用料,??寺? AL 規(guī)格注塑成型。

科思創(chuàng)展出的大燈集成雷達(dá)概念
這個(gè)大燈集成毫米波雷達(dá)的概念設(shè)計(jì)馬瑞利也有展出過(guò)。它的優(yōu)勢(shì)在于毫米波雷達(dá)集成在車燈中,一體化效果更好,且減少了主機(jī)廠的布局與設(shè)計(jì)工作。

馬瑞利集成77GHz角雷達(dá)的前照燈
傳感器的定位和全天候穩(wěn)定工作對(duì)感知環(huán)境至關(guān)重要。車頂作為車輛的最高處,也是感知環(huán)境的理想之處。偉巴斯特作為天窗界的龍頭品牌,在開(kāi)發(fā)采用PC材料打造的車頂技術(shù)能夠在車頂集成透明、可開(kāi)啟的天窗系統(tǒng)和毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器,并且讓車頂有出色的剛性。
圖 集成自動(dòng)駕駛傳感器的智能車頂模塊 來(lái)自新浪汽車
車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)的擴(kuò)大,同樣也驅(qū)動(dòng)著材料企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng),除了科思創(chuàng)、SABIC、樂(lè)天、三菱、錦湖日麗、沃特等廠家也都在開(kāi)發(fā)針對(duì)汽車行業(yè)未來(lái)電動(dòng)化、輕量化、智能化的創(chuàng)新PC材料。
為促進(jìn)行業(yè)的交流與發(fā)展,艾邦建有汽車毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)交流群,奧迪、奔馳、寶馬、豐田、海拉、博世、維寧爾、大陸、安波福、法雷奧、電裝、華為、德賽西威、均勝電子、華域、寶理、豐田合成、Zanini、四維爾、麥格納、敏實(shí)、偉巴斯特、SABIC、科思創(chuàng)、巴斯夫等產(chǎn)業(yè)鏈上下游的朋友入群探討,共謀進(jìn)步。長(zhǎng)按下面二維碼申請(qǐng)加入。
活動(dòng)推薦:第二屆毫米波雷達(dá)暨車標(biāo)工藝技術(shù)高峰論壇(9月17日 上海)

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(智能汽車俱樂(lè)部):聚碳酸酯PC在汽車毫米波雷達(dá)裝飾件上的應(yīng)用