밀리미터파 레이더 PCB

주요 밀리미터파 레이더는 24G 레이더 PCB와 77G 레이더 PCB를 사용하며, 밀리미터파 레이더 PCB는 주로 자동차 AI 스마트 무인 운전에 사용된다.

밀리미터파 레이더 PCB는 광범위한 응용 전망을 가지고 있다.현재 iPCB는 Rogers RO3003G 2 + ITEQ IT180으로 77GHz 밀리미터파 레이더 PCB를 양산하고 있다.

밀리미터파 레이더 센서의 서로 다른 pcb 레이더 설계의 공통된 특징은 회로 손실을 줄이고 안테나 복사를 증가시키기 위해 초저손실 레이더 pcb 재료가 필요하다는 것이다.레이더 PCB 소재는 레이더 센서 설계의 핵심 부품이다.적합한 레이더 PCB 소재를 선택하면 밀리미터파 레이더 센서의 안정성과 일치성을 보장할 수 있다.

레이더 PCB의 성능을 설계하는 방법

우선 레이더 센서를 설계하고 레이더 PCB 소재를 선택할 때 레이더 PCB 소재의 전기적 특성이 최우선 요인이다.안정적인 개전 상수와 초저손실을 가진 레이더 PCB 소재를 선택하는 것은 77GHzmm 파 레이더의 성능에 매우 중요하다.안정적인 개전 상수와 손실은 안테나의 정확한 위상을 수신하고 수신하여 안테나의 이득, 스캔 각도 또는 범위를 높이고 레이더 탐지와 위치의 정밀도를 높일 수 있다.PCB의 개전 상수와 손실 특성의 안정성은 서로 다른 로트 재료의 안정성을 보장할 뿐만 아니라 같은 PCB 보드 내의 변화가 적고 안정성이 우수하다는 것을 보장한다.

pcb 레이더 재료에 사용되는 동박의 표면 거친도는 회로의 개전 상수와 손실에 영향을 줄 수 있으며, 재료가 얇을수록 동박의 표면 거친도는 회로에 더 큰 영향을 미친다.동박 유형이 거칠수록 그 자체의 거칠기 변화가 커지고 개전 상수와 손실의 더 큰 변화를 초래하며 회로의 위상 특성에 영향을 준다.

둘째, 레이더 PCB 재료의 신뢰성을 고려해야 한다.PCB 재료의 신뢰성은 PCB 가공에서의 재료의 높은 신뢰성을 가리킬 뿐만 아니라 가공 공정, 통공, 동박 결합력 등의 요소의 영향을 받을 뿐만 아니라 재료의 장기적인 신뢰성도 포함한다.레이더 PCB 소재의 전기 성능이 시간과 온도나 습도 등 서로 다른 작업 조건에서 안정적으로 유지되는지는 자동차 레이더 센서의 신뢰성과 자동차 ADAS 시스템의 응용에 중요한 의미를 가진다.

77GHz 레이더 센서의 PCB 안테나 설계의 경우 개전 상수가 안정적이고 손실이 매우 낮은 소재를 선택하는 것을 고려할 필요가 있다.더 매끄러운 동박은 회로 손실과 개전 상수 공차의 변화를 더욱 줄일 수 있다.이와 동시에 레이다PCB 재료는 시간, 온도, 습도 및 기타 외부작업환경에 따라 믿음직한 전기와 기계성능을 갖추어야 한다.

자동차 및 산업 분야에서 77GHz 대역의 이점

RO3003G2 고주파 레이더 PCB 소재

Rogers RO3003G2 고주파 세라믹 필러 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 레이어 프레스는 Rogers 업계를 선도하는 RO3003 솔루션의 연장선이다.RO3003G2 레이어 프레스는 업계 피드백을 기반으로 밀리미터파 자동차 레이더 응용의 차세대 수요를 전문적으로 만족시킨다.

RO3003G2 레이어 프레스의 최적화된 수지와 충전재 함량 조합은 어댑티브 크루즈 컨트롤, 전방 충돌 경고 및 능동 제동 또는 차선 변경 보조와 같은 ADAS 시스템에 적합한 낮은 삽입 손실을 제공합니다.

RO3003G2 고주파 레이더 PCB 소재 특징

개전 상수는 10GHz에서 3.00, 77GHz에서 3.07

극저단면(VLP) ED 구리

VLP ED 구리 및 개전 구멍의 간극을 줄이는 균질 구조

향상된 충전 시스템

이점

삽입 손실에 대한 최상의 성능

최종 품목 PCB의 개전 상수 변화 최소화

작은 지름이 구멍을 통과하는 추세 향상

전 세계 제조업의 발자취

이점 1: 높은 거리 측정 해상도 및 거리 측정 정밀도

77GHz 대역의 SRR 대역은 24GHz 대역폭이 200MHz 대역폭에 불과한 ISM 대역폭에 비해 최대 4GHz의 스캔 대역폭을 제공하여 거리 측정 해상도와 정밀도를 크게 향상시킵니다.여기서 거리 해상도는 레이더 센서가 인접한 두 물체를 분리할 수 있는 능력을 나타내고, 거리 정밀도는 단일 목표물을 측정할 수 있는 정밀도를 나타낸다.

77GHz 레이더 센서는 스캔 대역폭에 반비례하는 거리 해상도와 정밀도 때문에 24GHz 레이더의 20배인 24GHz 레이더보다 성능이 우수하다.77GHz 레이더의 거리 해상도는 4cm(24GHz 레이더의 해상도는 75cm)이다.

고거리 해상도는 자동차 근처에 서 있는 사람과 같은 물체를 더 잘 분리하고 환경 모델링 및 물체 분류를 개선하기 위해 물체를 감지하기 위해 밀집 된 점을 제공하며 첨단 운전 보조 알고리즘과 자율 주행 기능을 개발하는 데 매우 중요합니다.

또한 해상도가 높을수록 센서가 인식하는 최소 거리가 줄어듭니다.그러므로 77-81ghz 레이더는 주차보조 등 고정밀도가 필요한 응용에서 뚜렷한 우세를 갖고있다.

77GHz 광대역은 그림과 같이 액체 탱크 하단의 데드존을 최소화하기 위해 센서가 "마지막 한 방울까지"액체 위치를"측정할 수 있도록 산업용 액체 비트 센서에 사용할 수있는 고해상도를 갖추고 있습니다. 또한 고해상도로 인해 최소 측정 거리를 향상시킬 수 있으므로 물탱크가 가득 차면센서는 물탱크 상단의 액위를 측정할 수 있다.

이점 2: 고속 해상도 및 정밀도

속도 해상도와 정밀도는 RF 주파수에 반비례합니다.따라서 주파수가 높을수록 해상도와 정밀도가 향상됩니다.77GHz 센서는 24GHz 센서에 비해 전력 소비량을 줄일 수 있습니다.

주차 보조 응용에는 속도 해상도와 정확성이 매우 중요하다. 왜냐하면 주차할 때 반드시 저속에서 차량을 정확하게 조작해야 하기 때문이다.그림 4는 1m 지점 객체의 대표적인 FFT 거리 속도 이미지를 표시하고 77GHz를 사용하여 얻은 2D 이미지의 향상된 해상도를 설명합니다.

또한 최근 연구는 더 높은 해상도의 레이더와 마이크로 도플러 신호를 사용함으로써 보행자 감지와 첨단 물체 분류 알고리즘을 더욱 개선했다.속도측정정밀도의 제고는 공업응용에 유리하고 자동운전자동차의 배경하에서 교통검측의 현황을 개선하는데도 유리하다.

장점 3: 더 작은 크기

높은 RF 주파수의 주요 장점 중 하나는 센서 크기가 더 작을 수 있다는 것입니다.동일한 안테나 시야와 이득의 경우 77GHz 안테나 어레이의 크기는 X 및 Y 차원에서 약 3 배 감소 할 수 있습니다.이러한 크기 감소는 자동차에서 매우 유용하며, 주로 자동차 주변 (센서에 가까운 차문과 트렁크 포함) 과 자동차의 응용에서 나타난다.

산업 유체 수평 라인 감지의 경우 높은 RF 주파수는 동일한 크기의 안테나와 센서에 좁은 빔을 제공 할 수 있습니다.좁은 빔은 탱크 측면의 불필요한 반사와 탱크 내 다른 장애물의 간섭을 줄여 더 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다.또한 동일한 빔 너비의 경우 RF 주파수가 높을수록 센서의 크기가 작아지고 설치가 쉬워집니다.

밀리미터파 pcb 레이더는 ADAS의 안전성과 편의성을 높이는 핵심 기술이다.밀리미터파 레이더의 목표 응용:

후진 자동 긴급 제동(R-AEB)

전면 / 후면 교차 접근성 (FCTA/RCTA)

주차 보조 시스템 (PA)

블라인드 체크(BSD)

계단식 영상 레이더

자동 긴급 제동 시스템(AEB)

어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC)

레인지 보조 시스템(LCA)

레이더 360° 감지

ADAS의 밀리미터파 레이더

77G와 24G 밀리미터파 레이더는 어떤 차이가 있습니까?

77G와 24G 밀리미터파 레이더의 두 주파수 대역은 신호 처리 원리에서 큰 차이가 없지만, 주파수가 전자파의 기본 특성을 결정하기 때문에 77GHz 밀리미터파와 24GHz 밀리미터파는 서로 다른 응용 임무에 적용된다.레이더의 주요 단점 중 하나는 각도 해상도가 일반적으로 상대적으로 낮다는 것입니다.차량용 밀리미터파 레이더는 일반적으로 위상배열 안테나를 사용하여 각도를 측정한다.안테나의 설계는 신호의 파장과 직결된다.한편, 래스터 파판과 전자기 결합의 영향을 피하기 위해 안테나 배열 소자 사이의 거리를 수신하는 선택은 파장의 절반을 기반으로 한다.다른 한편으로 더욱 짧은 파장은 더욱 작은 발사안테나를 사용할수 있다는것을 의미한다.따라서 위의 이유로 같은 부피에서 77GHz 밀리미터파 레이더는 더 많은 트랜시버 부품을 설계하고 24GHz 밀리미터파 안테나보다 더 큰 공경을 형성하여 더 좁은 빔을 얻고 각도 측정 정밀도를 높일 수 있다.

이것은 레이더의 장거리 탐지에 매우 중요하다.극좌표계의 각도 해상도 단위에 해당하는 호 길이가 거리에 따라 증가하기 때문입니다.예를 들어, 해상도가 5도인 200m 지점의 호 길이는 약 17m로 평균 도로보다 넓고 수평 방향에서 목표물을 구분할 수 없다.따라서 현재 77GHz 밀리미터파 레이더는 자동차 전방향 장거리 탐지의 주류 솔루션이며, 24GHz 밀리미터파는 주로 자동차 후면과 측면의 근접 탐지에 사용된다.단거리 77G 밀리미터파 레이더는 비교적 적게 사용되는데, 24G 밀리미터파 기술이 상대적으로 성숙되어 더 높은 주파수의 하드웨어 설계가 더욱 어렵고 비싸질 것이기 때문이다.서로 다른 응용 배경에 따라 서로 다른 밀리미터파 레이더 파라미터를 설계할 수 있다.예를 들어, 전방향 원격은 좁은 대역 신호를 사용하여 간섭을 줄일 수 있고, 단거리 대역폭은 증가시켜 거리 해상도를 높일 수 있다.

77GHzmm 웨이브 레이더 시스템 모듈은 FMCW 레이더를 기반으로 설계되었습니다.이들 대부분은 TI, Infineon 또는 NXP와 같은 완전한 단일 칩 솔루션을 사용합니다.무선 주파수 프런트엔드, 신호 처리 장치 및 제어 장치가 칩에 통합되어 여러 신호 전송 및 수신 채널을 제공합니다.PCB 보드의 디자인은 고객에 따라 다르지만 주로 세 가지 방법이 있습니다.

a. 초저손실 레이더 PCB 재료를 상단 안테나로 설계한 PCB 담체로 하고, PCB 안테나 설계는 일반적으로 마이크로밴드 패치 안테나를 사용하며, 계층화된 2층은 안테나와 그 피드백의 층으로 한다.기타 층압 레이더 PCB 재료는 FR-4이다.이런 설계는 상대적으로 간단하고 가공하기 쉬우며 원가가 낮다.그러나 초저손실 레이더 PCB 재료의 두께가 얇기 때문에 (보통 0.127mm) 동박의 거친 정도가 손실과 일관성에 미치는 영향에 주의해야 한다.동시에 레이더 PCB 마이크로밴드 패치 안테나의 좁은 피드백은 선폭 정밀도 제어에 주의해야 한다.

b. 레이더 PCB 설계 방법은 매체 집적 전도 (SIW) 회로를 사용하여 안테나 설계를 한다.레이더 PCB 안테나는 더 이상 패치 안테나가 아닙니다.안테나 외에 다른 레이더 PCB 층은 첫 번째 방식으로 FR-4 소재를 레이더 제어층과 출력층으로 사용한다.이 SIW 안테나 설계에 사용되는 레이더 PCB 보드 재료는 여전히 손실을 줄이고 안테나 복사를 증가시키기 위해 초저손실 레이더 PCB 재료를 사용합니다.재료의 두께 선택은 일반적으로 레이더 PCB의 대역폭을 증가시키지만 동박의 거칠음의 영향도 감소시킨다.좁은 선가중치를 처리할 때 다른 문제는 없습니다.그러나 SIW의 구멍만들기 및 위치 정밀도를 고려해야 합니다.

c. 설계 방법은 초저손실 레이더 PCB 재료로 다층 PCB 판의 스택 구조를 설계하는 것이다.요구에 따라 몇 층이 초저손실 레이더 PCB 재료를 사용하거나 모든 층이 초저손실 레이더 PCB 재료를 사용할 수 있다.이 설계 방법은 회로 설계의 유연성을 크게 향상시키고 집적도를 높이며 레이더 모듈의 크기를 더 줄였습니다.그러나 단점은 상대적으로 비용이 많이 들고 레이더 PCB의 처리가 상대적으로 복잡하다는 것이다.

3 레이더 PCB 설계

77GHzmm 웨이브 레이더 센서의 독특한 장점은 자동차 운전에서 불가결한 부분이 되었다.더 넓은 대역폭과 더 높은 해상도의 77GHz/79GHz 레이더 센서가 점차 주류를 이루고 있다.각종 레이더 센서 설계안에 대해 레이더 PCB 소재의 특성은 레이더 센서 안테나의 성능을 크게 결정한다.

밀리미터파 레이더 PCB는 자율주행기를 구동하는 데 도움이 되지만, 전자 장비와 77GHz 이상의 주파수를 가진 회로에 안정적인 성능을 제공할 수 있는 회로 소재를 포함한 여러 부품이 필요하다.예를 들어, ADAS 애플리케이션에서는 24, 77 (또는 79) GHz 마이크로파 및 밀리미터파 신호의 전송선 설계를 지원하여 손실을 최소화하는 동시에 넓은 작동 온도 범위 내에서 일관된 반복성을 제공하기 위해 회로 재료가 필요합니다.다행히도 Rogers가 제공하는 이 회로 재료는 마이크로파에서 고주파 밀리미터 대역까지의 ADAS 응용에 필요한 동일한 성능을 가지고 있습니다.

밀리미터파 레이더 회로

차량용 ADAS 시스템의 전자 감지 보호의 일환으로 차량용 레이더 시스템은 다른 기술과 함께 사용될 것이다.레이더 시스템은 보통 여러 목표물인 전자기 (EM) 신호를 무선 전파 형태로 발사하고 표적 (예: 다른 차량) 으로부터 무선 전파 반사 신호를 수신한다.레이더 시스템은 이러한 반사 신호에서 목표물의 위치, 거리, 상대 속도 및 레이더 단면 (RCS) 을 포함한 정보를 추출 할 수 있습니다.광속 (c) 과 신호에 필요한 왕복 시간 (Í) 에 근거하여 거리 (R) 를 확정할 수 있는데, 이 왕복 시간은 무선 전파가 레이더 에너지원 (레이더 발사기) 에서 목표물로 전파된 후 레이더 에너지원으로 돌아오는 시간이다.차량용 레이더 시스템에서는 PCB 안테나에서 레이더 신호를 생성하고 수신한다.R의 값은 광속과 레이더 신호원에서 목표물로 다시 레이더 소스로 돌아오는 왕복 전송 시간의 곱셈을 2: R = CÍ/2로 나눈 간단한 수학 공식을 통해 얻을 수 있다.

ADAS 능동 보안의 일환으로 차량에는 카메라, 레이저 레이더 및 레이더 시스템을 포함한 다양한 센서가 장착되어 있습니다.

현재 각종 레이더는 ADAS 응용의 일부로 사용되고 있다.FMCW 신호는 여러 목표물의 속도, 거리 및 각도를 측정하는 데 효과적이기 때문에 널리 사용됩니다.자동차 레이더는 때때로 24GHz에서 작동하는 협대역 Nb 및 초광대역 UWB 설계를 사용합니다.24GHz 협대역 차량용 레이더는 24.05~24.25GHz의 200MHz 범위를 차지하지만, 24GHz UWB 레이더의 총 대역폭은 21.65GHz~26.65GHz의 5GHz이다.협대역 24GHz 차량용 레이더 시스템은 효과적인 근거리 교통 목표 탐지를 제공할 수 있으며 맹점 탐지 등 간단한 기능에도 사용할 수 있다.UWB 차량용 레이더 시스템은 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC), 전방 충돌 경고(FCW), 자동 긴급 제동(AEB) 등 더 높은 거리 해상도 기능에 적용됐다.

그러나 전 세계 이동통신 애플리케이션이'낮은'주파수의 스펙트럼 (24GHz 액세서리 포함) 을 계속 소모함에 따라 차량용 레이더 시스템의 주파수는 더욱 높아졌고, 사용 가능한 비교적 짧은 파장의 밀리미터파 스펙트럼은 각각 77GHz와 79GHz의 주파수를 선택하게 되었다.24GHzUWB 차량용 레이더 기술은 일본에서 더 이상 사용되지 않는다.ETSI와 FCC가 각각 정한 일정에 따르면 유럽과 미국에서 점차 도태되고 대신 더 높은 주파수의 협대역 77GHz와 초광대역 79ghz 차량용 레이더 시스템이 대체된다.77GHz와 79GHz 레이더는 어떤 형태로든 자동 운전의 기능 모듈로 사용될 것이다.

레이더는 미래 자동 운전의 전자 기술 중 하나일 뿐이다.자율 주행 자동차는 다양한 유형의 센서에 둘러싸여 있어야하므로 자동차와 승객 (승객 중 한 명은 운전자로 간주 될 수 있음) 의 안전을 보호하기 위해 환경 데이터를 지속적으로 수집하는 데 도움이됩니다.자율주행차는 또 센서융합이라는 정보처리에 의존해 다양한 센서에서 수집한 데이터를 가용 정보로 동시통역하고 안전하고 쾌적한 운전 경험으로 전환한다.

자전거, 자율 주행 자동차와 같은 주변 환경에 필요한 데이터를 정확하게 수집하기 위해 많은 소형 다중 레이어 인쇄 회로 기판 안테나 및 기타 센서 회로는 Rogers ro3000, ro4000과 같은 안정적인 저손실 회로 재료를 사용해야합니다.및 kappa Gamma 4385 레이어 프레스는 RF ~ 밀리미터파 주파수에서 회로에 필요한 성능과 안정성을 제공합니다.

회로의 크기는 주파수가 증가함에 따라 감소합니다. 특히 신호의 파장이 매우 작기 때문에 77 및 79 GHz에서 감소합니다.이 주파수 대역에서 작동하는 각종 회로 전송선은 마이크로밴드, 밴드선, 공면파도 (CPW) 회로를 포함하며, 회로 크기가 작기 때문에 ro3003 감마와 ro4830 감마층 압판과 같은 재료의 일치성과 예측 가능성에 대한 요구가 매우 높다.Rogers ro3003 레이어 프레스와 같은 고주파 회로 재료는 서로 다른 회로와 변화하는 환경에서 특히 일치하며 밀리미터파 주파수에 필요한 저손실 인자(DF) 또는 손실(그림 5)과 함께 DK 성능이 우수합니다.Ro4830 열경화성층 압판은 가격이 민감한 밀리미터파 응용에 매우 적합하다.또한 기존 PTFE 베이스 프레스의 안정적이고 저렴한 대안입니다.77GHz에서 ro4830 레이어 전압판의 개전 상수는 3.2입니다.LoPro？역방향 동박 기술은 77GHz에서 ro4830 레이어 프레스의 삽입 손실을 최적화하는 데 도움이 되며 삽입 손실 값은 인치당 2.2db입니다.

ro3000 및 ro4000 회로 소재의 우수한 기계 및 전기 성능 수준은 ro4400 감마 회로 소재와 비교할 수 있습니다. 결합 소재가 결합되어 79GHz에서 매우 좋고 일관적이며 저손실 회로 특성을 가지고 있습니다.이러한 핵심 회로 재료는 반복 가능하고 신뢰할 수있는 전기 성능을 제공하며 센서가 자동차의 안전 운전을 보장하기 위해 자율 주행 자동차의 차량 탑재 프로세서에 신뢰할 수있는 데이터를 얻을 수 있도록합니다.

IPCB 회로는 밀리미터파 레이더 PCB의 전문 제조업체입니다.현재 IPCB는 24G 밀리미터파 레이더 PCB와 77G 밀리미터파 PCB를 성숙시켜 양산하고 있다.레이더 PCB 제조가 필요한 경우 ipcb 회로에 문의하십시오.