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弗劳恩霍夫研究所开发涂层工艺 将雷达传感器集成至汽车前大灯

据外媒报道,德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer Institute for Laser Technology;Fraunhofer ILT)、弗劳恩霍夫有机电子、电子束和等离子体技术研究所(Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam, and Plasma Technology ; Fraunhofer FEP)以及德国亚琛工业大学(RWTH Aachen University)高频技术研究所(the Institute of High Frequency Technology; IHF)的一组研究人员研发了一种涂层工艺,能够让雷达传感器集成至汽车前大灯中。作为代号为03VP03201的“VIP+”计划的一部分,该联合项目RadarGlass由VDI/VDE资助,合作伙伴们已经为创新雷达系统申请了专利。经过两年的研发,他们已经制造出一个工作样机。

完全自动驾驶汽车为传感器技术带来了巨大挑战,因为从原则上来讲,其支持系统必须在听觉、视觉和感觉上比人类表现得更好。虽然可以配备相应的传感器,而且安装了大量的辅助系统,但是自动驾驶汽车开发人员总面临这样的问题,即传感器安装在什么位置最好。就雷达传感器而言,安装在汽车前大灯是最有用的。弗劳恩霍夫激光技术研究所微观和纳米结构研究组科学家Dipl.-Phys. Patrick Gretzki解释说:“汽车前大灯是一个完美的位置,既可覆盖近距离,又可覆盖远距离,可以看到汽车侧面的情况。由于光源会产生热量,因此,即使在恶劣天气条件下,传感器也不会受到雪和水的影响。”

涂层导引雷达波束

上述三个研究所拥有所有必要的专业知识,从研发合适的涂层系统到设计高频组件再到利用激光辐射精确生产此类组件。他们一起合作,研发出一个功能强大的导电薄膜,放置在汽车前大灯灯罩内,此类薄膜可让雷达波束保持一定形状,并可导引雷达波束,可根据应用类型,选择性地操纵波束,如,为了探测识别行人,雷达波束会被导引至汽车侧面。与眼睛一样,该波束还能聚焦近或远距离。RadarGlass项目正在研究哪种薄膜系统可以在不限制头灯主要用途的情况下,以低损耗的方式控制雷达波。

在该合作项目中,合作伙伴们已经研发出一种涂层系统,可满足前大灯和雷达使用的标准,该系统可应用并集成于普通的汽车前大灯中。

为了让雷达波束保持一定形状,并进行导引,必须制造小块涂层,此类涂层小块可充当雷达波的小天线。为此,弗劳恩霍夫激光技术研究所研制出一种激光加工天线元件的工艺。在初步研究中,利用天线元件的结构,使高频波能够选择性地通过热玻璃(此类玻璃可用于无线局域网和移动无线网络)。用激光生产的结构分辨率可高达10 μm,与传统打印工艺制成的结构相比,精确度更高。此外,传统的平板印刷术工艺在工艺链中需要更多步骤,而且仅限用于具有平滑表面(或微微弯曲的)的物体,而新型以激光为基础的工艺就克服了以上两个障碍。

在模拟工艺的帮助下,合作伙伴们正在研发雷达波目标操纵范围为77 GHz左右的结构。研发人员使用演示程序展示该技术的功能,然后继续进行开发。Gretzki表示:“通过演示,我们已经证明,我们可以此种方法模拟、设计和生产天线,使它们达到预期性能。目前,我们已经向行业代表提出了该解决方案,以便采取进一步措施利用该工艺。在该项目的下一个阶段,我们将在真正的汽车前大灯上应用该解决方案。”

作者:余秋云

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