毫米波雷達憑借出色的測距測速能力,被廣泛應用于在自適應巡航控制(ACC)、前向防撞報警(FCW)、盲點檢測(BSD)、輔助停車(PA)、輔助變道(LCA)、AEB(自動緊急剎車)等汽車ADAS中。 
隨著自動駕駛技術的提升,ADAS功能正在迅速普及,基本上每輛車都需要3~5個毫米波雷達。據相關調研機構,2019年全球車載毫米波雷達市場規模為42億美元,而隨著越來越多企業的采用,預計2025年全球車載毫米波雷達市場可達130億美元。
大家都知道,毫米波即波長為毫米級(即波長在1~10mm)的電磁波,在接觸到前方車輛(或障礙物)時會產生一個反射波,這個反射波傳回雷達后再經相關軟件分析,我們便可獲知與前方車輛(或障礙物)間的距離。毫米波雷達測距原理:L=1/2cT,T為通過反射波與發射波的時間差,c=3*108m/s
為了保障測距的準確性,在雷達發出毫米波后,雷達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應方向擴散出去。因此,毫米波雷達的雷達罩及其外裝飾件的透波性能是材料選擇的首要因素。
在材料領域,我們評判透波性能的關鍵指標是介電常數,介電常數越小,則其透波性越好。因此,從透波性考慮,滿足車規且低介電常數的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。這時一些通用工程塑料就出現在了工程師們的視野之中:比如說PC、PBT等。這里我們主要是介紹PC在毫米波雷達應用的優勢。
聚碳酸酯(PC)材料的介電常數稍高于PPS、PTFE等,但透波性良好,成本相對較低,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。再經過表面硬化處理等技術工藝的使用,可進一步提高產品的使用壽命。據了解,此類PC產品在長期的外界環境下材料性能也不會受到大的影響,壽命可長達20年。
圖 聚碳酸酯薄膜作為雷達罩的性能進行的人工耐候性測試 來自科思創
隨著車載雷達從商用車逐漸向乘用車普及,毫米波雷達傳感器搭載數量的提升,也將給透波材料需求帶來提升,據行業人士分析,2020年可能有2000噸PC用于雷達車標。下面,小編便為大家簡單介紹幾個用來隱藏毫米波雷達的外裝飾件。
自動駕駛趨勢下,未來汽車搭載的雷達傳感器將越來越多,PC材料除了透波性OK外,其本色為透明,可根據需求調配處炫彩的各種顏色,表面光亮,十分適合各種外觀裝飾件的生產。因此,除了大家比較熟知的ACC車標之外,還有一體化格柵、汽車大燈、汽車頂棚等集成毫米波雷達的部件有應用到聚碳酸酯PC材料。
針對雷達車標來講,為保障電磁波在發出與接收的均勻性,我們需要厚度與密度都盡量保持一致的車標整體。傳統車標大部分都是立體凹凸不平的產品,當下熱門的ACC雷達車標基本是扁平化實心結構。
圖 通用汽車的ACC雷達車標示意圖 專利號US 20170259754A1
可將雷達藏于車標后,
信號透過性好
高光澤平整的玻璃質感
易于金屬鍍層加工
材料具有高韌性
長期耐刮擦和耐候佳
毫米波雷達系統安裝在車標背后,通過PC材料制作的車標能夠滿足透波,耐候等要求。

圖 英菲尼迪車標
創新的聚碳酸酯材料借助薄膜嵌件成型(FIM)后,生產具有復雜表面弧度的玻璃質感的設計,融入照明功能,甚至滿足氛圍照明、觸控顯示、雷達傳感器等功能集成。
圖 Makrofol?聚碳酸酯薄膜制作的無縫前格柵 攝于科思創展臺
近期,科思創首次在國內展示的創新大燈全新概念,將日間行車燈、轉向燈、自動駕駛行人識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車燈專用料,模克隆? AL 規格注塑成型。
科思創展出的大燈集成雷達概念
這個大燈集成毫米波雷達的概念設計馬瑞利也有展出過。它的優勢在于毫米波雷達集成在車燈中,一體化效果更好,且減少了主機廠的布局與設計工作。

馬瑞利集成77GHz角雷達的前照燈
傳感器的定位和全天候穩定工作對感知環境至關重要。車頂作為車輛的最高處,也是感知環境的理想之處。偉巴斯特作為天窗界的龍頭品牌,在開發采用PC材料打造的車頂技術能夠在車頂集成透明、可開啟的天窗系統和毫米波雷達、激光雷達、攝像頭等傳感器,并且讓車頂有出色的剛性。
圖 集成自動駕駛傳感器的智能車頂模塊 來自新浪汽車
車載毫米波雷達市場的擴大,同樣也驅動著材料企業在市場中的競爭,除了科思創、SABIC、樂天、三菱、錦湖日麗、沃特等廠家也都在開發針對汽車行業未來電動化、輕量化、智能化的創新PC材料。為促進行業的交流與發展,艾邦建有汽車毫米波雷達產業交流群,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、偉巴斯特、SABIC、科思創、巴斯夫等產業鏈上下游的朋友入群探討,共謀進步。長按下面二維碼申請加入。
活動推薦:第二屆毫米波雷達暨車標工藝技術高峰論壇(9月17日 上海)

原文始發于微信公眾號(智能汽車俱樂部):聚碳酸酯PC在汽車毫米波雷達裝飾件上的應用