Mencapai keselamatan penumpang, penumpang, dan pejalan kaki memaksa produsen mobil dan pemasoknya untuk terus meningkatkan kinerja dan keandalan teknologi penggerak berbantuan. Tetapi karena jumlah fitur keselamatan dan sistem elektronik onboard per kendaraan meningkat, para insinyur diwajibkan untuk mencari alternatif material yang lebih ringan dan fleksibilitas desain yang lebih besar. Sabic mengembangkan material yang mendukung penggantian logam dan ringan, pengurangan biaya sistem secara keseluruhan, dan fleksibilitas desain, terutama yang berkaitan dengan radar.
Sistem radar merupakan bagian integral dari rangkaian sensor ADAS yang mendukung fitur-fitur seperti adaptif cruise control (ACC), pengereman darurat otonom (AEB), dan forward collision warning (FCW). Sensor radar memerlukan solusi material yang menyediakan pelindung interferensi elektromagnetik (EMI) yang efektif dari berbagai komponen sistem, dan sifat penyerapan sinyal radar untuk memastikan bahwa pantulan dan interferensi silang tidak mengganggu deteksi objek, pengukuran jarak dan kecepatan yang benar.
Berbicara kepada EE Times, Martin Sas, ilmuwan utama untuk bisnis Spesialisasi Sabic, menyoroti bagaimana bahan harus berkontribusi pada kinerja sistem ADAS. Secara khusus, material Sabic menawarkan pelindung EMI untuk melindungi komponen sirkuit; menghilangkan cross-talk dan gangguan frekuensi radio (RFI); memungkinkan penyerapan radar untuk mengurangi dampak pantulan pada pembacaan sensor; dan memberikan konduktivitas termal yang baik untuk pembuangan panas, sifat mekanik yang unggul, dan ketahanan terhadap bahan kimia otomotif.
Sistem bantuan pengemudi tingkat lanjut
Sistem keamanan elektronik otomotif masa depan berdasarkan radar dan komunikasi nirkabel akan sangat bergantung pada antena, RFIC yang efisien, dan sirkuit elektronik kompak dengan kerugian rendah. Bahan-bahan mereka semua terbuat dari akan membantu memungkinkan kinerja yang diharapkan. Implementasi sistem ini membutuhkan pembuatan bahan sirkuit yang sesuai.
Unit bisnis Spesialisasi Sabic telah menyoroti dua segmen utama sensor radar otomotif. Salah satu jenisnya adalah faktor bentuk kecil dengan integrasi tingkat tinggi dan fokus pada daya rendah serta deteksi dan jangkauan jarak pendek hingga menengah. Jenis lainnya memberikan kinerja tinggi, akurasi, dan fidelitas (resolusi sudut tinggi) dalam deteksi dan jangkauan jarak menengah hingga jarak jauh.
Sas telah menguraikan bagaimana setiap kategori sensor radar memiliki serangkaian persyaratan yang sedikit berbeda. Solusi untuk radome, termasuk senyawa polybutylene terephthalate (PBT) yang diperkuat serat kaca, resin polieterimida (PEI), dan panel sandwich busa, menawarkan kinerja dielektrik rendah, lengkungan rendah, ketahanan suhu tinggi, dan kemampuan pengelasan laser.
Dia menambahkan, “Bahan penyerap frekuensi radio (RF) seperti senyawa LNP STAT-KON dapat membantu mengkondisikan sinyal yang dikirim dan diterima untuk mengurangi pantulan yang dapat menghasilkan deteksi palsu. Bahan manajemen termal LNP KONDUIT SABIC untuk heatsink cetakan injeksi dapat mengurangi penumpukan panas yang merusak, sementara senyawa LNP FARADEX menyediakan pelindung EMI yang melekat pada rumah sensor radar. Bahan khusus Sabic dapat digunakan sebagai substrat untuk antena radar, yang mendukung teknologi seperti laser direct structuring (LDS) dan pelapisan elektro atau tanpa listrik selektif.”
Sensor radar otomotif dirancang dalam dua pita frekuensi operasi:24 dan 77 GHz. Bandwidth yang dialokasikan pertama akan menjadi terlalu sempit untuk memenuhi kebutuhan masa depan pada tahun 2022 tetapi akan terus tersedia. Pita 77-GHz memanjang dari 76 hingga 81 GHz. Sensor radar 24 GHz biasanya digunakan untuk fungsi jarak pendek dan menengah. Sensor radar 77 GHz juga dapat digunakan untuk deteksi target jarak jauh.
Pentingnya materi
Sensor radar mengandalkan material berperforma tinggi, dengan mempertimbangkan tujuan keselamatannya. Sifat-sifat yang harus diingat seorang desainer adalah konstanta dielektrik, faktor disipasi, rugi-rugi penyisipan, stabilitas elektrik-termal-mekanis material, dan homogenitas substrat.
“Beberapa hal harus dipertimbangkan ketika memilih bahan untuk sensor, dimulai dengan lokasi sensor dan bagaimana itu akan diintegrasikan ke dalam kendaraan:Apakah terlihat? Apakah akan terkena dampak lingkungan, termasuk bahan kimia? Apakah akan beroperasi dalam kondisi suhu tinggi atau rendah? Untuk sensor radar, penting untuk menentukan tingkat distorsi sinyal yang dapat diterima, yang akan memandu persyaratan material untuk radome dan penyerap RF. Faktor lainnya adalah konsumsi daya secara keseluruhan, dan dengan demikian panas yang dihasilkan oleh setiap tahap elektronik sensor radar (unit RF, unit pemrosesan),” kata Sas.
klik untuk gambar ukuran penuh Gambar 1. Solusi untuk Aplikasi Sistem Sensor Radar. (Sumber:SABIC)
Tantangan utama adalah dalam resolusi sensor radar dan rencana untuk menggabungkan arsitektur antena multiple-in, multiple-out (MIMO) untuk menciptakan apa yang disebut "radar pencitraan." Sabic menekankan bahwa proyek ini akan bersaing head-to-head dengan LiDAR dalam resolusi. Namun, tanpa kelemahan sensor optik, mungkin akan meningkatkan tuntutan pada semua aspek properti material.
“Misalnya, diantisipasi bahwa kebutuhan bahan dielektrik ultra-rendah untuk radom dengan permitivitas relatif mendekati udara dapat memberikan manfaat yang signifikan. Solusi potensial termasuk senyawa LNP Thermocomp Sabic, kopolimer LNP, dan resin Noryl dan Ultem, tergantung pada persyaratan spesifik seperti sifat dielektrik dan ketahanan panas,” kata Sas.
Dia menambahkan, “Persyaratan untuk bahan yang digunakan dalam pengkondisian sinyal RF dan penyerapan sinyal akan meningkat berdasarkan desain dan skenario tertentu. Senyawa LNP Stat-Kon penyerap radar terbaru SABIC, berdasarkan polibutilena tereftalat (PBT), dimaksudkan untuk integrasi dengan radom yang diproduksi menggunakan bahan PBT. Senyawa LNP Stat-Kon lainnya didasarkan pada resin polieterimida (PEI) untuk menahan suhu pemrosesan yang lebih tinggi, atau pada resin polikarbonat (PC) untuk aplikasi umum yang memerlukan daya tahan tinggi dan keseimbangan sifat fisik. Berbagai pilihan bahan penyerap radar memungkinkan produsen merancang sensor yang dioptimalkan untuk ukuran kendaraan, lokasi sensor, fungsi, dan variabel lainnya.”
Tantangan lain yang perlu dipertimbangkan adalah perkiraan peningkatan daya pemrosesan yang diperlukan untuk jangkauan yang lebih jauh dan unit radar resolusi lebih tinggi, yang akan memerlukan manajemen termal yang signifikan untuk menghindari panas berlebih dan perlindungan EMI. Sensor radar jarak pendek lainnya akan terintegrasi dengan mulus ke dalam atau ke komponen dan suku cadang kendaraan lainnya.
Sas telah menyoroti bahwa tantangan lain terkait dengan masa depan unit kontrol elektronik (ECU). Saat ini, mobil biasa dapat memiliki lebih dari dua lusin ECU terdistribusi untuk fungsi tertentu, yang termasuk dalam dua arsitektur utama:terdesentralisasi dan terpusat. “Di masa depan, sebagian besar fungsionalitas dapat dipusatkan pada pengontrol domain terkonsolidasi. Menurut McKinsey, konsolidasi ini sangat mungkin terjadi untuk tumpukan yang terkait dengan ADAS. Industri bergerak menuju solusi ECU kontrol domain untuk mengelola berbagai aspek ADAS dan tindakan berbasis elektronik lainnya yang diambil oleh kendaraan mobil. Termoplastik khusus SABIC saat ini dan masa depan menawarkan alternatif menarik untuk bahan sensor ADAS tradisional seperti logam dan kaca, sebagian karena sifat utamanya dapat disesuaikan dengan kebutuhan spesifik pelanggan dan aplikasinya,” kata Sas.
Persyaratan kinerja antena dan kebutuhan desain perangkat elektronik lainnya di industri otomotif akan memandu pilihan bahan yang mungkin juga dipengaruhi oleh posisi antena dan persyaratan jangkauan. Solusi berbasis radar mendeteksi implementasi potensial untuk ADAS. Integrasi dengan aplikasi kecerdasan buatan membantu pengemudi membuat keputusan mengemudi yang aman dan mengemudi dengan aman.
>> Artikel ini awalnya diterbitkan pada situs saudara kami, EE Times.
