Materiais Especializados Aumentam Confiabilidade e Eficiência do ADAS

Entregar segurança abrangente para passageiros, ocupantes e pedestres exige que montadoras e fornecedores refinem continuamente o desempenho e a confiabilidade de tecnologias de direção assistida. À medida que veículos acumulam mais recursos de segurança e eletrônicos embarcados, engenheiros devem buscar materiais mais leves e maior flexibilidade de design. Polímeros especiais da Sabic oferecem opções leves de substituição de metal, menores custos de sistema e liberdade de design aprimorada — especialmente para ADAS baseados em radar.

Unidades de radar são uma pedra angular do conjunto de sensores ADAS, sustentando recursos como controle de cruzeiro adaptativo (ACC), frenagem de emergência autônoma (AEB) e aviso de colisão frontal (FCW). Esses sensores requerem materiais que forneçam blindagem eficaz contra interferência eletromagnética (EMI), eliminem cross-talk e interferência de radiofrequência (RFI), absorvam reflexos de radar e conduzam calor para longe de componentes críticos.

Em entrevista ao EE Times, Martin Sas, cientista líder da Sabic para o negócio Specialties, explicou como os materiais da Sabic impulsionam o desempenho do ADAS: "Nossos compostos entregam blindagem EMI para circuitos, suprimem RFI, atenuam reflexos de radar, oferecem excelente condutividade térmica para dissipação de calor, e ostentam resistência mecânica e química superiores."

Sistemas avançados de assistência ao motorista

A segurança automotiva de próxima geração depende de antenas, RFICs eficientes e circuitos compactos de baixa perda. Os materiais que compõem esses componentes são, portanto, críticos para alcançar o desempenho desejado. A fabricação adequada desses circuitos demanda materiais de substrato de alta qualidade.

A unidade Specialties da Sabic foca em duas famílias primárias de sensores de radar: unidades compactas de baixa potência para detecção de curto a médio alcance, e unidades de alto desempenho que entregam dados precisos de alta resolução em distâncias médias a longas.

Sas observa que cada tipo de sensor tem necessidades de material distintas. Para radomes, a Sabic oferece compostos de polibutileno tereftalato (PBT) reforçados com fibra de vidro, resinas de poliéterimida (PEI) e painéis sandwich de espuma que combinam baixa perda dielétrica, empenamento mínimo, resistência a alta temperatura e capacidade de solda a laser.

"Absorvedores de radiofrequência como nossa série LNP STAT‑KON ajudam a condicionar sinais transmitidos e recebidos, mitigando falsas detecções causadas por reflexos. Materiais de gerenciamento térmico LNP KONDUIT formam dissipadores de calor moldados por injeção que previnem superaquecimento, enquanto compostos LNP FARADEX fornecem blindagem EMI inerente para carcaças de radar", adicionou Sas. "Esses materiais também servem como substratos para antenas de radar, suportando estruturação direta a laser (LDS) e galvanoplastia seletiva eletro ou eletroless."

Radar automotivo opera em duas bandas de frequência: 24 GHz para funções de curto e médio alcance, e 77 GHz (76‑81 GHz) para detecção de longo alcance. A banda de 24 GHz se tornará restrita em largura de banda até 2022, mas permanecerá disponível para certas aplicações.

A Importância da Seleção de Materiais

O desempenho do radar depende de materiais que exibam a constante dielétrica correta, fator de dissipação, perda de inserção e estabilidade elétrico-térmico-mecânica, bem como homogeneidade uniforme do substrato.

"Ao escolher materiais, considere a colocação do sensor, visibilidade, exposição ambiental, extremos de temperatura e nível de distorção de sinal aceitável. Esses fatores ditam os requisitos para radomes e absorvedores RF", explicou Sas.

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Figura 1. Soluções para Aplicações de Sistemas de Sensores de Radar. (Fonte: SABIC)

Um desafio chave é alcançar maior resolução com arquiteturas de antena multiple-input multiple-output (MIMO) — o chamado radar de imagem. A Sabic enfatiza que, embora o radar de imagem rivalize com LiDAR em resolução, ele evita muitas deficiências ópticas e demandará propriedades de material ainda mais rigorosas.

"Radomes de dielétrico ultra-baixo — cuja permissividade relativa se aproxima da do ar — oferecem ganhos significativos de desempenho. Soluções potenciais incluem compostos LNP Thermocomp da Sabic, copolímeros LNP, Noryl e resinas Ultem, selecionados baseados em requisitos dielétricos e térmicos específicos", disse Sas.

"Para condicionamento e absorção RF, estamos expandindo nosso portfólio LNP Stat‑Kon: compostos baseados em PBT para integração com radomes PBT, variantes baseadas em PEI para processamento de alta temperatura, e opções baseadas em PC para desempenho durável e equilibrado. Uma ampla seleção de materiais absorvedores de radar permite que fabricantes adaptem sensores a tamanho, localização e função do veículo."

O aumento de poder de processamento para unidades de longo alcance e alta resolução amplificará demandas de gerenciamento térmico e necessitará proteção EMI robusta. Sensores de curto alcance também se tornarão perfeitamente embutidos em outros componentes do veículo.

Sas destacou o papel em evolução de unidades de controle eletrônico (ECUs). Veículos modernos hospedam mais de duas dezenas de ECUs distribuídas, divididas entre arquiteturas descentralizadas e centralizadas. "Tendências futuras apontam para controladores de domínio consolidados — particularmente para stacks ADAS — segundo McKinsey. Nossos termoplásticos especiais fornecem alternativas atraentes para carcaças de sensores tradicionais de metal e vidro, graças a propriedades ajustáveis que atendem necessidades de clientes e aplicações."

Decisões de design para antenas e outros dispositivos eletrônicos serão guiadas por requisitos de performance, colocação de antena e necessidades de cobertura. Soluções baseadas em radar, acopladas a algoritmos de inteligência artificial, capacitam motoristas a tomar decisões mais seguras na estrada.

>> Este artigo foi originalmente publicado em nosso site irmão, EE Times.