集成雷达传感器的功能薄膜结构

集成雷达传感器的功能薄膜结构

这只是一张不显眼的纸,但却是自主驾驶的一个重要里程碑:2018年底,联合研究项目Radarglass的三个合作伙伴申请了一项创新雷达系统的专利。来自亚琛的弗劳恩霍夫激光技术研究所、来自德累斯顿的弗劳恩霍夫有机电子、电子束和等离子技术研究所、以及亚琛工业大学的高频技术研究所已经开发出一种涂层工艺链,使雷达传感器能够集成到汽车前照灯中。经过近两年的开发,他们已经制造出了一个工作原型。

在前照灯盖上有一层导电薄膜,雷达光束可以被特殊地整形和定向。

完全自主的车辆对传感器技术提出了巨大挑战,因为在原则上,支持系统必须比人类更好地听到、看到和感觉。由于已经安装了大量的辅助系统,因此相应的传感器尤其可用,开发人员始终面临着这样一个问题:它们可以放置在哪里最好。对于雷达传感器,将其安装在前大灯上是有意义的。“这是一个完美的位置,因为他们完全覆盖近距离和远距离,让你看向一边,”迪普解释说。帕特里克·格雷茨基,弗劳恩霍夫国际实验室微和纳米结构小组的科学家。“由于光源产生如此多的热量,即使在恶劣的天气条件下,传感器也始终没有雪和水。”

涂层引导雷达波束

这三个研究所涵盖了所有必要的专业知识,从开发合适的涂层系统到设计高频部件,一直到利用激光辐射精确生产高频部件。他们一起开发了一种功能性导电薄膜,放置在前照灯盖内,这种薄膜可用于特定形状和引导雷达光束。该层可以根据应用类型有选择地操纵波束:为了检测和识别行人,雷达波束指向侧面。像眼睛一样,光束也可以聚焦在近距离或远距离上。雷达玻璃项目正在研究哪种薄膜系统可以在不限制前照灯主要用途的情况下,控制低损耗的雷达波。

10微米范围内的精确激光结构

在联合开发工作中,合作伙伴开发了一种符合前照灯和雷达使用标准的涂层系统,该系统可应用于典型的汽车前照灯,并可对其进行结构设计。

为了引导和塑造雷达波束,必须对涂层的小块进行组织。这些贴片充当雷达波的小天线。为此,在弗劳恩霍夫ILT公司开发了一种激光加工工艺来成形天线元件。在一项初步研究中,天线元件的结构被用来使高频波有选择地通过热玻璃,例如玻璃可用于无线局域网和移动无线网络。激光制造的分辨率高达10微米的结构比任何传统的印刷工艺都要精确得多。此外,传统的光刻工艺在工艺链中需要更多的步骤,并且仅限于平面(或略弯曲)表面,这是新的激光工艺克服的两个障碍。

与行业合作伙伴一起计划实施

在模拟的帮助下,合作伙伴正在开发一种结构,用于在77GHz范围内对雷达波进行有针对性的操纵。使用演示器,他们将展示技术的功能,然后继续开发。Gretzki说:“通过演示器,我们已经证明我们可以模拟、设计和生产天线,使其达到所需的性能。”“目前,我们已经向行业代表介绍了解决方案,以解决进一步开发该流程的步骤。在项目的下一阶段,我们将在实际前照灯中安装解决方案。”

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