PCBニュース - ミリ波レーダPCB設計とPCB材料溶液

自動運転車両と高度な運転支援システム（adas）技術は，ミリ波レーダセンサの急速な発展と自動車のための技術の反復更新を促進し，また運転や旅行をより安全にする。ミリ波レーダは，高解像度，強いジャミング性能，良好な検出性能，小型のため，自動車運転とadasシステムに欠かせないセンサとなっている。中国におけるミリ波レーダ設計の可能性と国内自動車モデルの搭載に伴い，ミリ波レーダの応用がより多くの分野に拡大した。ミリ波レーダの応用シナリオと設計動向を簡単に述べた。ミリ波レーダアンテナの設計における重要なpcb材料の選択と，pcb材料のキー特性について論じた。

77 GHzのレーダーレーダー アプリケーションシナリオ

技術開発に伴い，ミリ波レーダはユーザのニーズに応える方向に発展し，検出範囲を遠近から実現し，測定精度を徐々に向上させた。最も早い速度と距離測定から、速度、距離と角度測定の実現に、現在より高い解像度イメージイメージングの実現に。adasシステムでは，ミリ波レーダの応用は，車両の異なる要求や機能に応じて前方レーダ，後方レーダ，角度レーダに分けることができる。また、検出の距離に応じて遠距離レーダー、中距離レーダーと短距離レーダーに分割することができます。ADASにおけるミリ波レーダの適用には、AEBオートブレーキ、FCW前方衝突警告、LCAチャネルアシスタント、ACC適応クルーズ、BSWブラインドゾーン監視などがある。

自動車ミリ波レーダとPCB材料溶液の設計動向

車の運転と運転安全を支援することに加えて, 車載ミリ波レーダの応用は、駐車場や開扉時の障害物検知の応用にも拡大した, 駐車または運転時のドア衝突損傷の低減.

ミリ波レーダ用途の多様性を増大させ，ミリ波レーダ用の新しいシーンを積極的に拡大した。運転者のバイタルサインがレーダーセンサをモニターするならば、ドライバーの疲労状態を感知して、安全な運転のゴールを達成するために、心拍数と呼吸率のようなドライバーのバイタルサインは非接触でモニターされることができます。旅客機監視レーダーセンサはまた、非接触で車の乗客（大人、子供、ペット）の信頼できる検出を成し遂げます。そして、旅行プロセスで偶然の拘留出来事の発生を避けて、消費者のために安全な旅行保証を提供します。

デザイントレンド

自動車用ミリ波レーダの主な動作周波数は24 ghz，77 ghzである。24 ghz帯は近距離レーダを主に使用し，検出距離は約50 mである。ブラインドスポット検出や他のシステムに使用できます。しかし，その狭帯域幅のため，レーダの分解能と性能は大きく制限されている。

対照的に77 ghzレーダは広い見通しを持っている。その大きな利点は、高精度、高解像度、および短い距離から長距離に優れた測定可能です。77 ghzレーダの2つのバンドは，それぞれ76 ghz，77 ghz，1 ghz，4 ghzの帯域幅である。巨大な帯域幅の利点は、解像度と精度を大幅に向上させます。一方、高周波・短波長のため、77 GHzレーダは、設計されたレーダ送信機やアンテナのような小型の部品を搭載しており、レーダの小型化を図ることができ、本体の設置や隠蔽を容易にしている。77 GHz帯は世界的な規制と産業の採用において著しい牽引を得た。

77 ghzmm波レーダの応用は自動車自動化の先進段階に対応する。自動車運転の発展とadas設置率の向上に伴い，ほとんどの24 ghz自動車レーダセンサは77 ghz帯になり，その要求と用途は徐々に増加する。

自動車ミリ波レーダとPCB材料溶液の設計動向

77 GHzmm波レーダシステムモジュールはFMCWレーダの設計に基づいている. それらのほとんどは、Tiなどの完全な単一チップ溶液を使用する, InfineonまたはNXP. RFフロントエンド, 信号処理装置および制御装置は、チップ10において、集積化される, 多重信号送受信チャネルの提供. The PCB レーダーモジュールのボード設計は顧客のアンテナ設計によって異なる, しかし、いくつかの主要な方法があります.

一番目の種類は、トップアンテナ設計のためのキャリアプレートとして超低損失のPCB材料を使用します。アンテナ設計は通常パッチアンテナを使用し、スタックの第2層はアンテナとそのフィーダの層である。他の積層PCB材料はFR−4である。この設計は比較的簡単で、処理が容易で低コストである。しかし、超低損失のPCB材料（通常0.127 mm）の厚さの薄いために、銅箔の粗さが損失及び整合性に及ぼす影響に注意を払う必要がある。同時に、マイクロストリップパッチアンテナの狭フィーダは、処理ライン幅の精度制御に注意を払う必要がある。

第2の設計方法は、誘電体集積導波管（SIW）回路を使用して、もはやパッチアンテナではないレーダのアンテナを設計する。アンテナに加えて、他のPCBスタックは、第1の方法と同様にFR - 4材料をレーダー制御と電力層として使用します。このSIWアンテナ設計で使用されるPCB材料は、損失を低減し、アンテナ放射を増加させるために、依然として低損失のPCB材料を使用する。材料の厚さ選択は、通常、より厚いPCBsと銅箔のより少ない粗さでより広い帯域幅をもたらす。より狭い線幅を処理するとき、他に問題はない。しかし，siwの穴加工と位置精度を考慮する必要がある。

第3の設計法は超低損失材料を有する多層板の積層構造を設計することである。要求に応じて、いくつかの層に対して超低損失材料を使用することができ、又は全ての層に超低損失材料を使用することが可能である。この設計方法は回路設計の柔軟性を大きく向上させ，集積度を高め，さらにレーダモジュールの小型化を図っている。しかし、欠点は相対コストが高く、処理プロセスが比較的複雑であることである。

自動車ミリ波レーダとPCB材料溶液の設計動向

材料考慮

ミリ波レーダセンサの異なるPCB設計のためには、回路損失を低減し、アンテナ放射を増加させるために超低損失PCB材料が必要であるという特徴がある。pcb材料はレーダセンサの設計の重要な構成要素である。適切なPCB材料を選択することにより、ミリ波レーダセンサの安定性及び整合性を確保することができる。

自動車ミリ波レーダとPCB材料溶液の設計動向

図4。自動車レーダセンサのマイクロストリップアンテナ

77 ghzmm波レーダ用のpcb材料の性能はこれらの観点から考慮する必要がある。

まず，レーダセンサを設計し，pcb材料を選択する際の主要要因である材料の電気的特性を示す。安定した誘電率と超低損失のpcb材料を選択することは77 ghzmm波レーダの性能に必須である。安定した誘電率と損失はアンテナを正確に受信して、正確な位相を受け取ることができます。そして、それはアンテナ利得、走査角度または範囲を改善することができて、レーダー検出と位置決めの精度を改善することができます。PCBの誘電率と損失特性の安定性は、材料の異なるバッチの安定性を保証するだけでなく、同じプレート内の変動が小さく、非常に安定性が高いことを保証する。

PCB材料で使用される銅箔の表面粗さは、回路の誘電率及び損失に影響する。材料が薄くなると、銅箔の表面粗さがより大きくなる。粗い銅箔型は、それ自体の粗さ変化が大きいほど、誘電率及び損失の変化が大きくなり、回路の位相特性に影響を与える。

第二に、材料の信頼性を考慮する必要がある。材料の信頼性は、PCB加工における材料の信頼性、処理プロセス、スルーホール、銅箔結合力等の影響を受け、材料の長期信頼性を含む。PCB材料の電気的性能が経時的に安定しており、異なる温度条件や湿気のような異なる作業条件の下で安定しているかどうかは、自動車レーダセンサの信頼性および自動車ADASシステムの適用にとって非常に重要である。

一般に77 ghzレーダセンサのアンテナ設計は，安定した誘電率と超低損失の材料を選択することが必要である。より滑らかな銅箔は、回路損失および誘電率許容変化をさらに減らすことができる。同時に、材料は、時間、温度、湿度及び他の外部作業環境を有する信頼性の高い電気及び機械的特性を有する必要がある。

PCB材料 選択

ロジャースは、自動車のミリ波レーダー開発の初期以来、ガラスの布のないRO 3003を起動するため、世界のトップレーダーモジュールメーカーとの作業をされている材料の性能は厳密にすべての側面で検証されており、77 GHzレーダーセンサーのニーズを満たすことができます。材料は，77 ghzミリ波レーダで広く使用され，非常に安定した誘電率と超低損失特性（損失係数は10 ghzでの従来の試験では0 . 001）である。同時に、ガラスクロスのない構造は、さらに、ミリ波帯の局部的な誘電定数変化を減らして、シグナルのガラス繊維効果を排除して、さらに、レーダセンサの位相安定性を増やす。RO 3003材料はまた、超低吸水率（0.04 %＠D 48 / 50）、非常に低い誘電率（TCDK）安定性（- 3 ppm / c）を持っています。材料ミリ波レーダセンサは，時間，温度，環境に優れた性能を維持できる。銅箔の様々なタイプの選択と製品によって提供される低銅の厚さの選択はまた、処理精度と製品歩留まりを改善するのを助けて、レーダーセンサーがより良いパフォーマンスを成し遂げるのを可能にします。

With the development of 79GHz band (77-81GHz) radar sensor, 信号帯域幅が広い, レーダセンサの分解能をさらに向上させることができる, 走査角を上げる, さらに4 Dイメージングを実現. ロジャースは材料に基づいてRO 3003に基づいている, RO 300 G 2は、開発され、材料のためのレーダーセンサーの高いパフォーマンス要件に一致するように起動 PCB 材料. RO 3003材料と比較して, 特別な充填システムは、材料システムで最適化されています, 充填粒子を減らす, 材料システムの均一性を改善する, さらに、プレート全体とバッチ特性の間の誘電率の許容範囲をさらに低減する. 小さくて均一な充填システムは、また、その間により小さなスルーホール設計を可能にする PCB 処理. 回路中の挿入損失を低減するために、平滑な銅箔が選択され、その性能は、材料のカレンダ銅のRO 3003挿入損失性能に非常に近い.