当前位置： 快收藏！汽车ACC毫米波雷达罩盖用塑料材料性能详解
智能汽车已成为目前和未来的发展的新趋势，随着无人驾驶越来越成熟，对高级驾驶辅助（ADAS）的要求也慢慢变得高，针对不同的功能应用，车上的雷达传感器多达十几个。
汽车智能辅助驾驶所用ACC毫米波雷达要求周边材料具备较低的介电常数和介电损耗，该文介绍了材料介电性的表征方式，测试了几种常用工程塑料的介电常数、介电损耗，经对比分析选择极性较低的聚丙烯作为毫米波雷达前遮挡零部件保险杠蒙皮的材料。
汽车上ACC雷达布置位置一般位于保险塑料杠蒙皮之后。高聚物的极化是电解质在电场的作用下分子内束缚电荷产生弹性位移或偶极子沿电场的从优取向，在电场方向的电解质两端呈现异号电荷的现象；显然，高聚物极化程度越大，极板感应产生的电荷Q越大，介电常数越大。在交变电场下，极化作用导致材料中电荷运动将电磁波能量转化为热能，如图1所示：
对于非极性高聚物，在交变电场中，所含的杂质产生的漏导电流，载流子流动时，克服内摩擦阻力而作功，使一部分电能转变为热能，属于欧姆损耗。
对于极性高聚物，在交变电场中极化时，由于黏滞阻力，偶极子的转动取向滞后于交变电场的变化，致使偶极子发生强迫振动，在每次交变过程中，吸收一部分电能成热能而释放开来，属于偶极损耗。损耗的大小取决于偶极极化的松弛特性。
高聚物的介电性是指高聚物在电场的作用下，表现出对静电能储蓄的损耗的性质；介电损耗是指电介质在交变电场的作用下，将一部分电能转变为热能而损耗的现象，一般用损耗角的正切值表示。一般而言，介电性的表示方法为介电常数和介电损耗：
当毫米波频率提升到77GHz频率时，此频率下材料当中电荷的运动能力相耦合，从而使得材料呈现出更高的介电损耗，如图3所示，因此对透波材料的开发提出了更高的要求。
高分子材料的介电性由主链结构中的键的性能和排列所决定，分子结构极性越强，ε和tanδ越大；非极性材料的极化程度小，ε和tanδ都较小。通过高聚物介电性的原理分析和表1测试结果对比，聚丙烯的低极性特性使其相比其他通用塑料更适用于作为电磁波透过材料。
理论上，保险杠蒙皮使用纯PP材料作为ACC毫米波雷达罩盖，其透波性能最佳，对信号影响最小；但为满足汽车保险杠需同时具备一定的刚性、耐热、低速碰撞等综合性能，往往会对PP材料来改性，而增韧剂、填料、着色剂在某些特定的程度上会对PP材料的介电性产生一定的影响，通过图4测试对比结果可以确认。
根据表2某车型保险杠蒙皮韧性、刚性、耐温性等综合性能要求，改性开发了一款PP/PE-T20材料，并测试确认该材料在77GHz频率下的介电常数ε为2.45，损耗角正切值tanδ为0.0073。3.2产品壁厚设计雷达天线罩的厚度设计与材料的介电常数有较大关系，在电磁波在天线罩介质材料中二分之一波长的整数倍时影响最小。
对于安装在保险杠蒙皮后的ACC毫米波雷达，为实现透波信号最强，壁厚的选择根据PP/PE-T20介电常数计算结果
因此，ACC毫米波雷达前方区域保险杠蒙皮的壁厚优选厚度为1.25mm的整数倍，即1.25mm、2.5mm、3.75mm……结合注塑工艺及材料流动性，最终确认该车型壁厚选择为2.5mm。
（1）随着汽车智能化的发展，ACC目前车企主流应用的为77GHz的毫米波雷达，这对雷达前方区域的罩盖、遮挡物材质有更高的透波要求。
（2）高聚物的介电性通过介电常数、介电损耗来表示，极化作用下极性材料的介电常数比非极性材料要大，聚丙烯材料的低极性特性使其相比其他工程塑料更适合作为透波材料。
（3）为满足汽车保险杠蒙皮的综合特性，需对聚丙烯材料来改性，填料、色粉、增韧级等物质都会对介电性产生一定的影响；一般而言，改性PP的介电常数相比纯PP要大。
（4）根据改性PP的介电常数计算所得电磁波信号穿透时波长的大小，在ACC毫米波雷达前方遮挡物（如汽车保险杠蒙皮）壁厚为半波长的整数倍时，雷达信号通过后影响最小，因此确定该车型的保险杠壁厚为2.5mm。
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