PCB radar ad onda millimetrica

Il radar principale a onde millimetriche utilizza il PWB radar 24G e il PWB radar 77G, e il radar a onde millimetriche Il PCB pricipalmente è utilizzato nella guida senza pilota intelligente AI automobilistica.

Millimeter-wave radar PCB ha un'ampia prospettiva di applicazione. Attualmente, iPCB adopts Rogers RO3003G2 + ITEQ IT180 to mass-produce 77GHz radar a onde millimetriche PCB.

Per diversi progetti di PCB radar di sensori radar ad onde millimetriche, una caratteristica comune è che il materiale PCB radar a perdita ultra bassa è necessario per ridurre la perdita del circuito e aumentare la radiazione dell'antenna. Il materiale PCB radar è il componente chiave nella progettazione di sensori radar. La selezione del materiale PCB radar appropriato può garantire la stabilità e la consistenza del sensore radar a onde millimetriche.

Come progettare le prestazioni di Radar PCB

 Prima di tutto, le caratteristiche elettriche del radar Materiale PCBs sono i fattori principali nella progettazione dei sensori radar e nella selezione dei radar Materiale PCBs. Selezione radar Materiale PCBs Con costante dielettrica stabile e perdita ultra-bassa è essenziale per le prestazioni del radar ad onda 77GHzmm. La costante dielettrica stabile e la perdita può rendere l'antenna ricevuta e ricevere la fase accurata, che può migliorare il guadagno dell'antenna, angolo o intervallo di scansione, e migliorare l'accuratezza del rilevamento e posizionamento radar. La stabilità della costante dielettrica e della proprietà di perdita del PCB non solo assicura la stabilità di diversi lotti di materiali, ma assicura anche che la variazione all'interno della stessa scheda PCB sia piccola e abbia una buona stabilità.

La rugosità superficiale della lamina di rame utilizzata nel materiale PCB radar influenzerà la costante dielettrica e la perdita del circuito e più sottile è il materiale, maggiore è la rugosità superficiale della lamina di rame influenzerà il circuito. Più grossolano è il tipo di lamina di rame, maggiore è il cambiamento di rugosità di se stesso, comporterà anche maggiori cambiamenti nella costante dielettrica e perdita e influenzerà le caratteristiche di fase del circuito.

In secondo luogo, l'affidabilità del radar Materiale PCB deve essere considerata. L'affidabilità di Materiale PCB non si riferisce solo all'elevata affidabilità dei materiali nella lavorazione PCB, interessati dal processo di trattamento, attraverso fori, forza di legare della lamina di rame, ecc. ma include anche l'affidabilità a lungo termine dei materiali. Il PCB rimane stabile nel tempo e in diverse condizioni di lavoro come diverse temperature o umidità è di grande importanza per l'affidabilità dei sensori radar automobilistici e l'applicazione dei sistemi ADAS automobilistici.

Per la progettazione dell'antenna PCB del sensore radar 77 GHz, è necessario considerare la selezione dei materiali con costante dielettrica stabile e perdita ultra-bassa. Un foglio di rame più liscio può ridurre ulteriormente la perdita del circuito e il cambiamento costante di tolleranza dielettrica. Allo stesso tempo, i materiali PCB radar dovrebbero avere proprietà elettriche e meccaniche affidabili con tempo, temperatura, umidità e un altro ambiente di lavoro esterno.

Vantaggi della banda 77GHz in applicazioni automobilistiche e industriali

Radar ad alta frequenza RO3003G2 Materiale PCB

I laminati ad alta frequenza in PTFE (Teflon) ad alta frequenza Rogers RO3003G2 sono un'estensione delle soluzioni RO3003 leader del settore Rogers. I laminati RO3003G2 si basano sul feedback del settore per rispondere specificamente alle esigenze di prossima generazione per le applicazioni radar automobilistiche ad onde millimetriche.

RO3003G2La combinazione del laminato di resina ottimizzata e contenuto di riempimento fornisce una minore perdita di inserzione, ideale per l'uso in sistemi ADAS come il cruise control adattivo, avviso di collisione in avanti, e assistenza attiva al freno o al cambio di corsia.

RO3003G2 high-frequency radar Materiale PCB Caratteristiche

La costante dielettrica di 3,00 a 10 GHz e 3,07 a 77 GHz

Very Low Profile (VLP) ED copper

Costruzione omogenea che incorpora rame VLP ED e ridotta porosità dielettrica

Sistema di riempimento avanzato

Prestazioni

Migliori prestazioni della classe per perdita di inserzione

Minimizza la variazione costante dielettrica nel PCB finito

Abilita la tendenza verso vie di diametro più piccolo

Impronta globale della produzione

Vantaggio 1: alta risoluzione e precisione di gamma

Rispetto alla banda ISM con larghezza di banda di soli 200 MHz nella banda 24GHz, la banda SRR nella banda 77GHz può fornire larghezza di banda di scansione fino a 4 GHz, migliorando significativamente la risoluzione e la precisione della gamma. Tra questi, la risoluzione del raggio rappresenta la capacità di un sensore radar di separare due oggetti adiacenti, e la precisione del raggio rappresenta l'accuratezza della misurazione di un singolo bersaglio.

Perché la risoluzione e la precisione dell'intervallo sono inversamente proporzionali alla larghezza di banda di scansione, the performance of a 77GHz Il sensore radar è migliore di quello di un 24GHz radar, che è 20 volte superiore a quello di un radar a 24GHz. La risoluzione del raggio di 77GHz radar è 4cm (la risoluzione del radar 24GHz è 75cm).

La risoluzione ad alta distanza può separare meglio gli oggetti (come le persone in piedi vicino alle auto) e fornire punti densi per rilevare gli oggetti, migliorare la modellazione ambientale e la classificazione degli oggetti, che è molto importante per lo sviluppo di algoritmi avanzati di assistenza alla guida e funzioni di guida automatica.

Inoltre, the higher the resolution, minore è la distanza minima di riconoscimento del sensore. Pertanto, Il radar 77-81ghz ha un vantaggio significativo nelle applicazioni che richiedono alta precisione, such as parking aid.

La banda larga 77GHz ha un'alta risoluzione, che può essere utilizzata per sensori di livello industriale, in modo che il sensore può "misurare all'ultima goccia" di livello liquido - per ridurre al minimo la zona morta sul fondo del serbatoio dell'acqua, come mostrato in figura. Inoltre, perché l'alta risoluzione può migliorare la distanza minima di misura, Quando il serbatoio dell'acqua è pieno, il sensore può misurare il livello del liquido nella parte superiore del serbatoio dell'acqua.

Vantaggio 2: risoluzione ad alta velocità e precisione

La risoluzione della velocità e la precisione sono inversamente proporzionali alla frequenza radio (RF). Pertanto, maggiore è la frequenza, migliore è la risoluzione e la precisione. Rispetto al sensore 24 GHz, il sensore 77 GHz può ridurre il consumo energetico.

Per le domande di aiuto al parcheggio, La risoluzione della velocità e la precisione sono cruciali, perché è necessario azionare il veicolo con precisione a bassa velocità durante il parcheggio. La Fig. 4 mostra un'immagine rappresentativa della velocità FFT di un oggetto punto a 1 m e rappresenta una risoluzione migliorata di un'immagine bidimensionale ottenuta utilizzando 77 GHz.

Inoltre, studi recenti hanno ulteriormente migliorato il rilevamento pedonale e algoritmi avanzati di classificazione degli oggetti utilizzando radar con più alta risoluzione e segnali micro-Doppler. Il miglioramento della precisione di misurazione della velocità è favorevole alle applicazioni industriali, ma anche per migliorare la situazione attuale del rilevamento del traffico sullo sfondo dei veicoli automatici.

Vantaggio 3: dimensioni più piccole

Uno dei principali vantaggi della frequenza RF più elevata è che la dimensione del sensore può essere più piccola. Per lo stesso campo visivo e guadagno dell'antenna, la dimensione dell'antenna a 77GHz può essere ridotta circa tre volte nelle dimensioni X e Y. Questa riduzione delle dimensioni è molto utile in auto, principalmente riflessa nell'applicazione intorno all'auto (compresi la porta e il bagagliaio che devono installare il sensore di prossimità) e in auto.

Nell'aspetto del rilevamento orizzontale della linea dei fluidi industriali, La frequenza RF più elevata può fornire un fascio più stretto per antenne e sensori della stessa dimensione. Il fascio stretto può ridurre la riflessione inutile dal lato del serbatoio e l'interferenza di altri ostacoli nel serbatoio, per ottenere risultati di misurazione più accurati. Inoltre, per la stessa larghezza del fascio, maggiore è la frequenza RF, minore è la dimensione del sensore e più facile da installare.

Il radar a onde millimetriche è la tecnologia di base di ADAS per migliorare la sicurezza e la convenienza. Applicazioni mirate del radar ad onde millimetriche:

Freno di emergenza automatico di retromarcia (R-AEB)

Funzione di assistenza alla circolazione trasversale anteriore/posteriore (FCTA/RCTA)

Parking Assist (PA)

Rilevamento di punti ciechi (BSD)

Radar per immagini a cascata (IMR)

Sistema automatico di frenatura d'emergenza (AEB)

Adaptive Cruise Control (ACC)

Assistente al cambio di corsia (LCA)

Percezione radar a 360°.

Millimeter-wave radar in ADAS

Qual è la differenza tra 77G e 24G radar ad onde millimetriche?

Le due bande di frequenza del radar 77G e 24G a onde millimetriches non sono molto diversi nei principi di elaborazione del segnale, ma poiché la frequenza determina le proprietà di base delle onde elettromagnetiche, Onde millimetriche 77GHz, e le onde millimetriche 24GHz sono adatte per diversi compiti applicativi. Uno dei principali sviluppi del radar è che la risoluzione angolare è solitariamente relativamente bassa. Vehicle-mounted radar a onde millimetri utilizza generalmente antenne phased array per la misurazione dell'angolo. Il design dell'antenna è direttamente correlato alla lunghezza d'onda del segnale. Da un lato, per evitare l'influenza dei lobi reticolari e dell'accoppiamento elettromagnetico, la selezione della distanza tra gli elementi di antenna riceve sarà basata sulla metà della lunghezza d'onda. D'altra parte, una lunghezza d'onda più corta significa che può essere utilizzata un'antenna trasmessa più piccola. Pertanto, sulla base dei bruschi motivi, nello stesso volume, il radar 77GHz a onde millimetri può progettare più elementi del ricetrasmettitore e formare un'apertura più grande del radar 24GHz a onde millimetri, ottenendo così un fascio più stretto e migliorando la precisione di misura dell'angolo.

Questo è molto importante per il rilevamento remoto radar. Questo perché la lunghezza dell'arco corrispondente all'unità di risoluzione angolare nel sistema di coordinate polari aumenta con l'aumento della distanza. Per esempio, la lunghezza dell'arco a 200 metri con una risoluzione di 5 gradi è di circa 17 metri, è più largo della media strada, e il bersaglio non può essere distinto in direzione orizzontale. Pertanto, l'attuale radar 77GHz a onde millimetri è la soluzione principale per il rilevamento a lungo raggio in avanti delle auto, mentre il radar 24GHz a onde millimetri pricipalmente è utilizzato per il rilevamento a corto raggio della parte posteriore e laterale dell'automobile. The short-range 77G radar a onde millimetri è meno usato perché il 24G radar a onde millimetri The technology is relativly mature, e la progettazione hardware ad alta frequenza sarà più difficile e costosa. Secondo diversi sfondi applicativi, diversi parametri radar e onde millimetriche possono essere progettati. Per esempio, il lungo raggio in avanti può utilizzare segnali a banda stretta per ridurre le interferenze, mentre la larghezza di banda a corto raggio può essere aumentata per migliorare la risoluzione dell'intervallo.

TIl modulo del sistema radar a onde 77GHzmm si basa sulla progettazione del radar FMCW. La maggiore parte di loro utilizza soluzioni complete monochip come TI, Infineon, o NXP. Il front-end RF, Unità di elaborazione del segnale, e l'unità di controllo sono integrati nel chip, fornendo più canali di trasmissione e ricezione del segnale. La progettazione della scheda PCB varia da cliente a progettazione dell'antenna, ma ci sono tre modi principali.

Materiale PCB come supporto PCB per la progettazione dell'antenna superiore, PCB antenna design usually uses microstrip patch antenna, e il secondo strato stratificato come lo strato dell'antenna e del suo alimentatore. Questo design è relativamente semplice, facile da elaborare, e a basso costo. Tuttavia, a causa dello spessore più sottile (solitamente 0.127mm) del radar a perdita ultra bassa Materiale PCB, si dovrebbe prestare attenzione all'effetto della rugosità del foglio di rame su perdita e consistenza. Allo stesso tempo, l'alimentatore stretto dell'antenna patch microstrip PCB radar richiede attenzione al controllo di precisione della larghezza della linea.

b. Progettazione PCB radarIl metodo utilizza il circuito dielettrico integrato della guida d'onda (SIW) per la progettazione dell'antenna. L'antenna PCB radar non è più un'antenna patch. Oltre alle antenne, Altri strati di PCB radar utilizzano materiali FR-4 come controllo radar e strati di potenza come in un primo modo. I materiali radar PCB utilizzati in questo progetto di antenna SIW utilizzano ancora radar ultra-low loss Materiale PCB per ridurre la perdita e aumentare la radiazione dell'antenna. La selezione di spessori dei materiali di solito aumenta la larghezza di banda con PCB radar più spessi, ma riduce anche l'influenza della rugosità della lamina di rame. Non ci sono altri problemi durante l'elaborazione di larghezza di linea stretta. Tuttavia, l'elaborazione del foro e la precisione di posizionamento di SIW devono essere considerate.

c. Il metodo di progettazione è quello di progettare la struttura impilata delle piastre PCB multistrato con radar di perdita ultra-bassa Materiale PCBs. A seconda dei requisiti, È possibile che diversi strati utilizzino radar a bassissima perdita Materiale PCB, o che tutti gli strati utilizzano radar a bassissima perdita Materiale PCB. Questo metodo di progettazione aumenta notevolmente la flessibilità della progettazione del circuito, aumenta il grado di integrazione, e riduce ulteriormente le dimensioni del modulo radar. Tuttavia, lo svantaggio è che il costo relativo è alto e l'elaborazione del PCB radar è relativamente complessa.

Three Radar PCB Design

I vantaggi unici del sensore radar a onde 77GHzmm lo rendono una parte indispensabile della guida automobilistica. Più ampia larghezza di banda e sensori radar a 77GHz/79GHz ad alta risoluzione sono diventati gradualmente il mainstream. Per vari schemi di progettazione dei sensori radar, le caratteristiche dei materiali PCB radar determinano in larga misura le prestazioni delle antenne dei sensori radar.

Il PCB radar a onde millimetriche aiuta a guidare il pilota automatico, but they need multiple elements, compresi materiali di circuito in grado di fornire prestazioni stabili per dispositivi elettronici e circuiti con frequenze superiori a 77 GHz. For example, nelle applicazioni ADAS, I materiali dei circuiti sono necessari per supportare la progettazione di linee di trasmissione per segnali a microonde e onde millimetriche a 24,77 (o 79) GHz per ridurre al minimo le perdite, fornendo al contempo ripetibilità costante su un ampio intervallo di temperature operative. Fortunatamente, Rogers offre questo materiale per circuiti con le stesse prestazioni richieste per applicazioni ADAS, dalle microonde alle bande d'onda millimetriche ad alta frequenza.

radar a onde millimetriche circuit

Nell'ambito della protezione elettronica di rilevamento del sistema ADAS del veicolo, il sistema radar veicolare sarà utilizzato insieme ad altre tecnologie. I sistemi radar trasmettono segnali elettromagnetici (EM) sotto forma di onde radio e ricevono segnali riflessi da onde radio da un bersaglio, come un altro veicolo, che di solito è bersagli multipli. Il sistema radar può estrarre le informazioni del bersaglio, comprese la sua posizione, distanza, velocità relativa e sezione trasversale radar (RCS) da questi segnali riflessi. L'intervallo (R) può essere determinato in base alla velocità della luce (c) e al tempo di ritorno richiesto (Ï) del segnale, che è il tempo in cui l'onda radio viaggia dalla fonte di energia radar (trasmettitore radar) al bersaglio e poi torna alla fonte di energia radar. Nei sistemi radar a bordo di veicoli, generazione e ricezione di segnali radar in antenna PCB. Il valore di R può essere ottenuto con una semplice formula matematica, cioè il prodotto della velocità della luce e del tempo di trasmissione di andata e ritorno dalla sorgente del segnale radar al bersaglio e indietro alla sorgente radar diviso per 2: r = C Ï / 2.

Come parte della sicurezza attiva ADAS, il veicolo è dotato di una varietà di sensori, tra cui telecamere, lidar e sistemi radar

Attualmente, vari radar sono utilizzati come parte delle applicazioni ADAS. Il segnale FMCW è ampiamente usato a causa della sua efficacia nella misurazione della velocità, range, e angolo di bersagli multipli. I radar automobilistici a volte utilizzano progetti Nb a banda stretta e UWB a banda ultra larga funzionanti a 24GHz. Il radar a banda stretta a 24 GHz occupa una gamma di 200 MHz da 24.da 05 a 24.25 GHz, mentre il radar UWB 24 GHz ha una larghezza di banda totale di 5 GHz, che vanno da 21.da 65 GHz a 26.65 GHz. Il sistema radar veicolare a banda stretta a 24 GHz può fornire un efficace rilevamento degli obiettivi di traffico a breve raggio, e può essere utilizzato per funzioni semplici come il rilevamento di punti ciechi. Il sistema radar basato sui veicoli UWB è stato applicato alle funzioni di risoluzione a più alto raggio, come il cruise control adattivo (ACC), l'avviso di collisione in avanti (FCW) e la frenata di emergenza automatica (AEB).

Tuttavia, man mano che le applicazioni globali di comunicazione mobile continuano a consumare lo spettro delle frequenze "più basse" (compresi gli accessori a 24 GHz), la frequenza dei sistemi radar veicolati diventa più alta e lo spettro d'onda millimetrico disponibile con lunghezze d'onda più brevi diventa la scelta, con frequenze rispettivamente di 77 e 79 GHz. La tecnologia radar a 24 GHz UWB per veicoli non è più utilizzata in Giappone. Secondo gli orari stabiliti rispettivamente da ETSI e FCC, sarà gradualmente eliminato in Europa e negli Stati Uniti e sarà sostituito da sistemi radar veicolari a banda stretta a banda larga a 77GHz e ultralarga a 79GHz. I radar 77GHz e 79GHz saranno utilizzati come modulo funzionale per la guida autonoma in qualche forma.

Radar è solo una delle tecnologie elettroniche del futuro pilota automatico. I veicoli a guida autonoma devono essere circondati da diversi tipi di sensori, contribuendo così a raccogliere continuamente dati ambientali per proteggere la sicurezza delle auto e dei loro passeggeri (uno dei quali può essere considerato un conducente). I veicoli a guida autonoma si baseranno anche sull'elaborazione delle informazioni denominata fusione dei sensori, Interpretazione simultanea dei dati raccolti da molti sensori diversi in informazioni utilizzabili e convertirli in un'esperienza di guida sicura e confortevole.

Per raccogliere accuratamente i dati necessari per l'ambiente periferico come biciclette, veicoli a guida autonoma, ecc., molte antenne a circuito stampato multistrato e altri circuiti sensori dovranno utilizzare materiali stabili a bassa perdita, come Rogers ro3000, ro4000, Laminato Kappa Gamma 4385 con le prestazioni e la stabilità richieste dal circuito alle frequenze RF a onde millimetriche.

La dimensione del circuito diminuisce con l'aumento della frequenza, soprattutto a 77 e 79 GHz, perché queste lunghezze d'onda del segnale sono molto piccole. Tutti i tipi di linee di trasmissione del circuito che lavorano in questa banda di frequenza, tra cui la linea microstrip, stripline e circuito coplanare della guida d'onda (CPW), richiedono una buona consistenza e prevedibilità dei materiali a causa delle piccole dimensioni del circuito, come il laminato gamma ro3003 e gamma ro4830. I materiali per circuiti ad alta frequenza, come il laminato Rogers ro3003, rimangono particolarmente coerenti in circuiti diversi e in ambienti mutevoli, con prestazioni DK particolarmente buone, pur avendo il basso fattore di perdita (DF) o perdita richiesto alle frequenze di onda millimetrica (Fig. 5). Il laminato termoindurente Ro4830 è molto adatto per applicazioni a onde millimetriche sensibili al prezzo. È anche un'alternativa affidabile e a basso costo ai tradizionali laminati a base di PTFE. La costante dielettrica del laminato ro4830 è 3,2 a 77 GHz. LoPro? La tecnologia inversa della lamina di rame aiuta a ottimizzare la perdita di inserzione dei laminati ro4830 a 77GHz con un valore di perdita di inserzione di 2,2 db per pollice.

L'eccellente livello di prestazioni meccaniche ed elettriche dei materiali di circuito ro3000 e ro4000 può essere paragonato a quello di ro4400 Gamma I materiali di incollaggio sono combinati e funzionano molto bene e costantemente con caratteristiche di circuito a bassa perdita a 79 GHz. Questi materiali chiave del circuito fornito prestazioni elettriche riproducibili e affidabili e consentendone al sensore di ottenere dati affidabili per il processore di bordo del veicolo pilota automatico, per garantire la guida sicura del veicolo.

Il circuito IPCB è un Produttore professionale di PCB radar a onde millimetriche. Attualmente, IPCB è maturato e prodotto in serie 24G radar a onde millimetriche PCB e PCB ad onda millimetrica 77G. Se avete bisogno di radar PCB produzione, contattare il circuito ipcb.