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Capa dieléctrica de compuestos comunes Placa de circuito impreso (PCB) mostly uses glass fiber as filler. Sin embargo,, Debido a la estructura especial de tejido de fibra de vidrio, the local dielectric constant (DK) of PCB will change. Especialmente en la frecuencia de onda milimétrica, El efecto de trenzado del vidrio es más obvio que el de la placa delgada., La inhomogeneidad local de DK causará cambios significativos en el rendimiento del Circuito de radiofrecuencia y la antena. The influence of PCB structure on transmission line performance was studied by using glass braided polytetrafluoroethylene (PTFE) laminate with thickness of 100 μ M. De acuerdo con diferentes tipos de estructuras de tejido de vidrio, La constante dieléctrica de la placa de PCB es de 0.01 y 0.22.. Con el fin de estudiar el efecto de diferentes estructuras de tejido de vidrio en el rendimiento de la antena, Las antenas de matriz de parches MICROSTRIP alimentadas en serie se fabrican en laminados comerciales ro4835 y ro4830 laminados termoestables, respectivamente., Los resultados experimentales muestran que las propiedades eléctricas de la antena fabricada por el laminado ro4830 están de acuerdo con la tolerancia normal y los valores calculados son más consistentes., Y the changes are smaller It has good reflection coefficient (S11 < â 10dB) and Los gain performance.
El piloto automático es un punto caliente en la investigación actual. Puede ayudar a los conductores y peatones a evitar accidentes potencialmente mortales y requiere una alta fiabilidad. Por lo tanto, el circuito debe ser altamente fiable. Debido a su estructura compacta y alta sensibilidad de detección ambiental, el radar de ondas milimétricas proporciona una solución fiable para la detección de objetivos en la conducción automática. En los sistemas comerciales de radar de ondas milimétricas de 76 a 81 GHz, las antenas de parche MICROSTRIP alimentadas en serie se han vuelto populares debido a su fácil diseño, estructura compacta, producción en masa y bajo costo. Cuanto mayor es la frecuencia, menor es la longitud de onda. Por lo tanto, las líneas de transmisión y antenas que funcionan en frecuencias de onda milimétrica serán más pequeñas que las de baja frecuencia. Es necesario estudiar el efecto de los PCB en la línea de transmisión y la antena de parche MICROSTRIP para garantizar el rendimiento ideal del radar de a bordo. En cuanto a los circuitos de frecuencia de onda milimétrica que funcionan en el entorno exterior durante mucho tiempo (afectados por la temperatura y la humedad) [2], la consistencia de los índices de rendimiento de los materiales es la consideración principal en la selección de la laminación de circuitos de PCB. Sin embargo, las láminas de cobre, los materiales reforzados con fibra de vidrio, los rellenos cerámicos y otros materiales que componen el laminado tendrán un mayor impacto en la consistencia del índice a altas frecuencias.
Aplicación del radar de ondas milimétricas
Este trabajo estudia principalmente la influencia de la estructura de PCB en el rendimiento del radar de ondas milimétricas. La capa dieléctrica de la mayoría de los laminados de PCB se forma generalmente mediante la aplicación de resina polimérica a la tela de fibra de vidrio. En la frecuencia de onda milimétrica, la influencia de la tela de fibra de vidrio en la uniformidad de las propiedades del material es muy obvia, porque la anchura del haz de vidrio es igual a la anchura de la línea de transmisión. Además, cuando se diseña una antena MICROSTRIP utilizando laminados de línea de PCB delgados (por ejemplo, 100 ¼m), el tejido de vidrio puede causar cambios significativos en el rendimiento de la antena y reducir la producción de procesamiento.
Composición del laminado
Los laminados suelen estar hechos de tela de fibra de vidrio y resina polimérica, formando una capa dieléctrica y luego cubriendo ambos lados con láminas de cobre. Las constantes dieléctricas típicas (DK) de la tela de vidrio son altas, alrededor de 6.1, mientras que las constantes dieléctricas de la resina de polímero de baja pérdida están entre 2.1 y 3.0, por lo que hay algunas diferencias DK en áreas pequeñas. La figura 1 muestra la vista superior microscópica y la sección transversal de la fibra de vidrio trenzada en el laminado. El circuito por encima del nudillo de dirección tiene un DK más alto debido a su mayor contenido de fibra de vidrio, mientras que el circuito por encima de la abertura del nudillo tiene un DK más bajo debido a su mayor contenido de resina. Además, las propiedades de los tejidos de vidrio se ven afectadas por el espesor de los tejidos de vidrio, la distancia entre los tejidos, el método de aplanado de los tejidos y el contenido de vidrio en cada eje.
Dos patrones típicos de tejido de vidrio Delgado, 1080 y 1078, se utilizan generalmente para aplicaciones de ondas milimétricas, como se muestra en la figura 2. El tejido de vidrio desequilibrado se utiliza para el tejido estándar 1080. El contenido de vidrio de un eje es mayor que el de otro. En comparación con 1080 tejidos, 1078 tejidos de fibra de vidrio abierta tienen un plano de fibra de vidrio más uniforme, por lo que la variación de DK en todo el laminado es menor. En comparación con los laminados con láminas de vidrio multicapa, el cambio del valor DK de los laminados con láminas de vidrio de una sola capa es más significativo. Además, el laminado que contiene relleno cerámico puede reducir el cambio DK causado por diferentes métodos de tejido de tela de vidrio.
Microestructura de 1080 (tejido abierto desequilibrado) y 1078 (fibra abierta) tejidos de vidrio
Influencia en el circuito de la línea de transmisión
El experimento utiliza el circuito de línea de transmisión MICROSTRIP y el conector terminal de 1 mm. El conector se conecta primero a una guía de onda coplanar de tierra de 50 ohmios (gcpw) y se convierte en una línea de transmisión MICROSTRIP de alta impedancia a través de un convertidor de impedancia. Como se muestra en la figura 3, la longitud de la línea de transmisión MICROSTRIP es de 2 pulgadas, lo que garantiza que el circuito experimental pueda probar el efecto de la estructura de tejido de vidrio. El circuito está hecho de un laminado de Politetrafluoroetileno trenzado de vidrio (PTFE), utilizando cobre laminado y tela de vidrio simple. Para comparar los efectos de las diferentes estructuras de tejido de vidrio, se fabricaron circuitos de línea de transmisión en tres tipos diferentes de laminados de PCB, que son PTFE - teflón y 1080 tejidos de vidrio, PTFE - PTFE y 1078 tejidos de vidrio y 1080 tejidos de vidrio llenos de laminados no PTFE. Compruebe cuidadosamente el circuito procesado, seleccione la línea de transmisión adecuada para probar, y mida la amplitud del circuito y las características del ángulo de fase. La constante dieléctrica del laminado se determina por tres parámetros: ángulo de fase (valor de fase extendido), retardo de grupo (basado en el ángulo de fase con frecuencia) y retardo de propagación (calculado a partir del ángulo de fase).
Influencia en el rendimiento de la antena
La antena de parche MICROSTRIP alimentada en serie es una antena típica del radar de ondas milimétricas. Con el fin de estudiar el efecto de la fibra de vidrio en el rendimiento de la antena, se diseña una antena de parche MICROSTRIP alimentada en serie 1 * 4, que funciona en el rango de frecuencia de 76 - 81 GHz [3]. Como se muestra en la figura 4, la antena está hecha de dos laminados de tela de vidrio diferentes ro4835 y ro4830. La antena está hecha de elementos adyacentes conectados a tierra para estudiar sus efectos de acoplamiento.
Matriz de parches MICROSTRIP alimentada en serie Rogers ro4835 and RogersLaminado ro 4830
La constante dieléctrica del laminado a 10 GHz es de 3,48 y la tangente del ángulo de pérdida es de 00037 (basado en IPC TM - 650 2.5.5.1). Además, la constante dieléctrica del laminado ro 4830 es de 3,24 y la tangente del ángulo de pérdida es de 00033 (basada en la prueba estándar ipctm - 650 2.5.5.1). El laminado ro4835 está hecho de láminas de vidrio desequilibradas tejidas estándar 1080 y reforzadas con relleno cerámico. En contraste, los laminados ro4830 están reforzados por 1035 tejidos de fibra de vidrio de apertura plana y cerámica llena de partículas más pequeñas. En la Tabla 3 se comparan además las propiedades de los laminados basados en ro4835 y ro4830.
