Tecnología de microondas - Tendencia del diseño del radar de ondas milimétricas para automóviles y solución de PCB

El rápido desarrollo del automóvil Radar de onda milimétrica La actualización continua de los Sensores y la tecnología también hace que la conducción y el viaje sean más seguros. Radar de ondas milimétricas con resolución de altura propia, Fuerte capacidad anti - interferencia, Buen rendimiento de detección, Pequeño tamaño y otras ventajas, Se ha convertido en un sensor indispensable en la conducción de automóviles y el sistema adas. A medida que el país Radar de onda milimétrica Probabilidad de diseño e instalación del modelo doméstico, Aplicación Radar de onda milimétrica También se extendió a más. Este artículo describe brevemente algunos escenarios de aplicación y tendencias de diseño Radar de onda milimétricaN. Selección de claves Material de PCB Y Material de PCB En el diseño Radar de onda milimétrica Se discute la antena.

Escenario de aplicación

Con el desarrollo de la tecnología, la evolución del radar de ondas milimétricas también está en la dirección de satisfacer las necesidades de los usuarios, realizar el rango de detección de cerca a lejos, mejorar gradualmente la precisión de la medición. Desde la primera medición de la velocidad y la distancia hasta la medición de la velocidad, la medición de la distancia y la medición del ángulo, hasta la realización de imágenes de alta resolución. En el sistema Adas, la aplicación del radar de ondas milimétricas puede dividirse de acuerdo con los diferentes requisitos y funciones del vehículo. Por ejemplo, de acuerdo con las diferentes posiciones instaladas en el vehículo, puede dividirse en Radar delantero, radar trasero y radar angular; De acuerdo con el rango de detección, también se puede dividir en Radar de largo alcance, radar de mediano alcance y radar de corto alcance. La aplicación del radar de ondas milimétricas en el Adas incluye el frenado automático AEB, la advertencia de colisión fcw hacia adelante, la asistencia de cambio de canal LCA, el crucero adaptativo ACC, la vigilancia de la zona ciega bsw, etc.

Radar de ondas milimétricas para automóviles

Además de ayudar a la seguridad de conducción y conducción del vehículo, la aplicación del radar de ondas milimétricas del vehículo también se extiende a la aplicación de detección de obstáculos en el estacionamiento o la apertura de puertas para reducir los daños causados por el impacto de las puertas durante el estacionamiento o la apertura de puertas.

Otras aplicaciones han aumentado la diversidad de aplicaciones del radar de ondas milimétricas y han ampliado activamente las nuevas aplicaciones del radar de ondas milimétricas. Por ejemplo, el sensor de radar de monitorización de los signos vitales del conductor puede realizar la monitorización sin contacto de los signos vitales del conductor, como la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria, etc., para detectar el Estado de fatiga del conductor y lograr el objetivo de la conducción segura. Los sensores de radar de vigilancia de los miembros de los pasajeros también pueden detectar de forma fiable a los pasajeros (adultos, niños, mascotas) sin contacto, evitando así la detención accidental durante el viaje y proporcionando protección de viaje segura a los consumidores.

Diseño de PCB Tendencias

La frecuencia de funcionamiento del radar de ondas milimétricas para automóviles incluye principalmente la banda de 24 GHz y la banda de 77 GHz. La banda de frecuencia de 24 GHz se utiliza principalmente para el radar de corto alcance, la distancia de detección es de unos 50 m, y se puede utilizar para el sistema de detección de puntos ciegos. Sin embargo, debido a su ancho de banda estrecho, la resolución y el rendimiento del radar están muy limitados.

En comparación, el radar de 77 GHz tiene amplias perspectivas. Tiene las ventajas de alta precisión, alta resolución y alta capacidad de medición a larga distancia. Las dos bandas de frecuencia del radar de 77 GHz son 76 - 77 GHz y 77 - 81 GHz, respectivamente. El ancho de banda es de 1 GHz y 4 GHz, respectivamente. La gran ventaja del ancho de banda mejora notablemente la resolución y la precisión. Por otro lado, debido a la alta frecuencia y la longitud de onda corta del radar de 77 GHz, el transceptor o antena de radar diseñado es más pequeño, lo que reduce el tamaño total del radar, y es fácil de instalar y ocultar en el cuerpo del vehículo. La banda de 77 GHz ha adquirido un gran atractivo en la regulación mundial y la adopción industrial.

La aplicación del radar de ondas milimétricas de 77 GHz corresponde a la fase avanzada de automatización de automóviles. Con el desarrollo de vehículos autopropulsados y la mejora de la tasa de instalación de adas, la mayoría de los sensores de radar de vehículos de 24 GHz cambiarán a la banda de frecuencia de 77 GHz, y su demanda y aplicación aumentarán gradualmente.

Tendencias del mercado de los sensores de radar en diferentes bandas de frecuencia

Este Radar de onda milimétrica de 77 GHz Diseño del módulo del sistema basado en el radar FMCW, Y la mayoría de las soluciones completas de un solo chip, como ti, Infineon o NXP, Integra un Front - end RF, Unidad de procesamiento de señales y unidad de control, Y proporcionar múltiples canales de transmisión y recepción de señales. The Diseño de PCB El modelo del módulo de radar varía según el diseño de la antena del cliente, Sin embargo, hay principalmente las siguientes maneras:.

La primera es la placa portadora, que utiliza PCB de baja pérdida como la capa superior del diseño de la antena. La antena MICROSTRIP patch se utiliza generalmente para el diseño de la antena, y la segunda capa laminada se utiliza para la antena y su capa de alimentación. FR - 4 se utiliza para otros materiales de PCB. El diseño es relativamente simple, fácil de procesar y de bajo costo. Sin embargo, debido a que el espesor del PCB de pérdida ultra baja es Delgado (generalmente 0127 mm), se debe prestar atención a la influencia de la rugosidad de la lámina de cobre en la pérdida y consistencia. Al mismo tiempo, se debe prestar atención al control preciso del ancho de línea de la antena de parche MICROSTRIP.

El segundo método utiliza el circuito siw para diseñar la antena de radar, no la antena MICROSTRIP. Además de las antenas, otras pilas de PCB todavía utilizan el material FR - 4 como capa de control de radar y fuente de alimentación como primera opción. El material de PCB utilizado en el diseño de la antena siw sigue siendo el material de PCB de baja pérdida, que puede reducir la pérdida y aumentar la radiación de la antena. El espesor del material suele ser mayor que el espesor del PCB para aumentar el ancho de banda, lo que también puede reducir el efecto de la rugosidad de la lámina de cobre, y no hay otros problemas para tratar con el ancho de línea estrecho. Sin embargo, tenemos que considerar el mecanizado de agujeros siw y la precisión de posición.

El tercer método de diseño es el diseño de estructuras multicapa con materiales de pérdida ultra baja. Dependiendo de los diferentes requisitos, algunos de ellos pueden utilizar materiales de pérdida ultra baja, o todos pueden utilizar materiales de pérdida ultra baja. Este diseño aumenta en gran medida la flexibilidad del diseño del Circuito, aumenta el grado de integración y reduce aún más el tamaño del módulo de radar. Pero la desventaja es que el costo es relativamente alto y la tecnología de procesamiento es relativamente compleja.

Diferentes diseños de PCB para sensores de radar

Consideración de los materiales de PCB

Para los diferentes diseños de PCB de los sensores de radar de onda milimétrica, una característica común es la necesidad de materiales de PCB de baja pérdida para reducir la pérdida del circuito y aumentar la radiación de la antena. El material PCB es el componente clave del diseño del sensor de radar. La selección del material PCB adecuado puede garantizar la Alta estabilidad y la consistencia del rendimiento del sensor de radar de onda milimétrica.

El rendimiento de los PCB para el radar de ondas milimétricas de 77 GHz debe considerarse en los siguientes aspectos:

En primer lugar, las características eléctricas de los materiales, que son los principales factores para el diseño de sensores de radar y la selección de materiales de PCB. La selección de PCB con constante dieléctrica estable y pérdida ultra baja es muy importante para el rendimiento del radar de ondas milimétricas de 77 GHz. La constante dieléctrica estable y la pérdida pueden hacer que la antena receptora y transmisora obtenga la fase exacta, mejorando así la ganancia de la antena y el ángulo o rango de escaneo, mejorando la precisión de detección y localización del radar. La constante dieléctrica y la estabilidad de la pérdida de PCB no sólo deben garantizar la estabilidad de los diferentes lotes de materiales, sino también garantizar que los cambios en la misma placa sean pequeños y tengan una buena estabilidad.

La rugosidad de la superficie de la lámina de cobre utilizada en el material PCB afectará a la constante dieléctrica y a la pérdida del circuito. Cuanto más delgado es el material, mayor es el efecto de la rugosidad de la superficie de la lámina de cobre en el circuito. Cuanto más gruesa es la lámina de cobre, mayor es la variación de su propia rugosidad, lo que conduce a un mayor cambio en la constante dieléctrica y la pérdida, y afecta las características de fase del circuito.

En segundo lugar, debe considerarse la fiabilidad del material. La fiabilidad de los materiales no sólo se refiere a la alta fiabilidad de los materiales en el proceso de PCB, como la laminación, la influencia de la tecnología de procesamiento, la adhesión a través del agujero y la lámina de cobre, sino que también incluye la fiabilidad a largo plazo de los materiales. Si las propiedades eléctricas de los PCB pueden mantenerse estables con el tiempo, y si pueden mantenerse estables en diferentes condiciones de trabajo, como diferentes temperaturas o humedad, es evidente para la fiabilidad de los sensores de radar de automóviles y la aplicación del sistema Adas de automóviles.

En general, para el diseño de antenas de sensores de radar de 77 GHz, se debe considerar la selección de materiales con constante dieléctrica estable y pérdida ultra baja. La elección de una lámina de cobre más suave puede reducir aún más la pérdida del circuito y la tolerancia de la constante dieléctrica. Al mismo tiempo, el material debe tener un rendimiento eléctrico y mecánico fiable en el entorno de trabajo externo, como el tiempo, la temperatura y la humedad.

Selección de materiales de PCB

Rogers ha estado trabajando con los principales fabricantes mundiales de módulos de radar desde el desarrollo temprano del radar de ondas milimétricas para automóviles. El rendimiento del material ha sido verificado estrictamente en todos los aspectos y puede cumplir con los requisitos del sensor de radar de 77 GHz. Ro3003 se utiliza ampliamente en el radar de ondas milimétricas de 77 GHz, y tiene una constante dieléctrica muy estable y una pérdida ultra baja (el factor de pérdida es 0001 en el ensayo convencional de 10 GHz). Al mismo tiempo, la estructura de la tela sin vidrio reduce aún más la variación de la constante dieléctrica local en la banda milimétrica, elimina el efecto de fibra de vidrio de la señal y mejora aún más la estabilidad de fase del sensor de radar. El material ro3003 también tiene las características de absorción de agua ultra baja (0,04% @ d48 / 50), estabilidad de constante dieléctrica de temperatura muy baja (tcdk) (- 3 ppm / C), lo que garantiza la estabilidad de ro3003. El sensor de radar de onda milimétrica del material todavía puede mantener un excelente rendimiento con el tiempo, la temperatura y el cambio ambiental. La selección de diferentes tipos de láminas de cobre y bajo espesor de cobre también puede mejorar la precisión de mecanizado y el rendimiento del producto, y hacer que el sensor de radar tenga un mejor rendimiento.

Con el desarrollo del sensor de radar de 79 GHz (77 - 81 GHz), tiene un ancho de banda de señal más amplio, puede mejorar aún más la resolución del sensor de radar, aumentar el ángulo de escaneo e incluso realizar imágenes 4D. Rogers desarrolló y desarrolló el material ro3003g2 basado en el material ro3003 para satisfacer la mayor demanda de rendimiento del sensor de radar para el material PCB. En comparación con los materiales ro3003® y ro3003g2®, se optimiza el sistema de embalaje especial para reducir las partículas de embalaje, mejorar la uniformidad del sistema de materiales y reducir aún más la tolerancia de la constante dieléctrica entre la placa y el lote. Un sistema de embalaje más pequeño y uniforme también hace posible un diseño más pequeño a través del agujero en el procesamiento de PCB. Para reducir la pérdida de inserción en el circuito, se seleccionó una lámina de cobre más Lisa ro3003g2, cuyo rendimiento es muy similar a ro3003. Se estudiaron las características de la pérdida de inserción del cobre laminado.

Comparación entre ro 3003g2 y RO 3003

Además, los materiales Rogers clte MW y ro4835 también pueden satisfacer las diferentes necesidades de los clientes en el diseño de sensores de radar de 77 GHz. Clte - MW: se basa en un sistema de resina de PTFE con un factor de pérdida muy pequeño (DF 0) 0015@10GHz ¼‰‰‰‰ƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒƒ Hay una variedad de opciones de espesor, de 3 ML a 10 mils, para hacer clte MW. Este material es muy adecuado para aplicaciones multicapas RF de sensores de radar de 77 GHz.

Características de pérdida de diferentes materiales

Ro4835 The material is based on Rogers ro4000 The dielectric constant is matched with the low dielectric constant (DK) commonly used in 77GHz radar Sensor. Al mismo tiempo, it has the characteristicDe extremely low insertion loss and the same processability as ro4000 series products. Selección special low loss open fiber glass cloth also improves the performance consistency of the material in the millimeter wave band, Hace que la antena obtenga una característica de fase más consistente y una ganancia de antena más alta.. Ro4835 Materiales de bajo costo y alta relación calidad - precio son la primera opción para el diseño de 77 GHz / Sensor de radar de 79 GHz.

Tela de fibra de vidrio abierta Ro4835 material

Ventajas únicas de 77 GHz Radar de onda milimétrica El sensor es una parte indispensable del vehículo de conducción automática. 77ghz / Los sensores de radar de 79 GHz con mayor ancho de banda y mayor resolución se están convirtiendo gradualmente en la corriente principal. Diseño de sensores de radar, the characteristics of PCB circuit materials determine the performance Sensor de radar antenna to a great extent. Como líder mundial en materiales avanzados de Ingeniería, Rogers Technology se dedica al desarrollo de materiales para satisfacer las necesidades de diseño de los clientes. Ro3003G2 / Ro3003 / Clte - MW / Ro4835 Y otras soluciones de materiales, Resolver los problemas de diseño para los clientes a tiempo. Al mismo tiempo, El Equipo mundial de atención al cliente y apoyo técnico de Rogers garantiza una colaboración más estrecha con los clientes, Resolver una serie de problemas en el diseño del cliente, Fabricación y ensayo, Acelerar el ciclo de diseño del cliente.