Berita PCB - Rancangan PCB radar gelombang milimeter dan penyelesaian bahan PCB

Teknologi Auto-memandu kenderaan dan Sistem Bantuan Pemandu Lanjutan (ADAS) mempromosikan pembangunan cepat sensor radar gelombang milimeter dan kemaskini iterasi teknologi untuk kenderaan, dan juga menjadikan pemandu dan perjalanan lebih selamat. Radar gelombang milimeter telah menjadi sensor yang tidak diperlukan dalam pemandu kereta dan sistem ADAS kerana resolusi tinggi, prestasi anti-jamming kuat, prestasi pengesan yang baik dan saiz kecil. Dengan kemungkinan meningkat desain radar gelombang-milimeter di China dan pemasangan model kereta rumah, aplikasi radar gelombang-milimeter telah diperluaskan ke lebih banyak kawasan. Artikel ini akan menjelaskan beberapa skenario aplikasi dan trends desain radar gelombang milimeter. Pemilihan bahan-bahan PCB kunci dalam rancangan antena radar gelombang milimeter dan ciri-ciri kunci bahan-bahan PCB dibahas.

Scenario Aplikasi PCB radar-gelombang 77GHzmm

Dengan pembangunan teknologi, radar gelombang milimeter telah berkembang dalam arah memenuhi keperluan pengguna, menyadari julat pengesan dari dekat ke jauh, dan meningkatkan ketepatan pengukuran secara perlahan-lahan. Dari pengukuran kelajuan dan jarak paling awal, hingga penyelesaian pengukuran kelajuan, jarak dan sudut, hingga kini penyelesaian imej resolusi yang lebih tinggi. Dalam sistem ADAS, aplikasi radar gelombang milimeter boleh dibahagi menjadi radar maju, radar belakang dan radar sudut mengikut keperluan dan fungsi yang berbeza kenderaan. Ia juga boleh dibahagi menjadi radar jarak panjang, radar jarak tengah dan radar jarak pendek mengikut jarak pengesan. Aplikasi radar gelombang milimeter dalam ADAS termasuk brek automatik AEB, amaran bertentangan FCW maju, pembantu saluran LCA, pelayaran adaptif ACC, pengawasan zon buta BSW, dll.

Kebenaran Rancangan Radar Gelombang Millimeter Automotive dan Solution Material PCB

Selain membantu memandu dan memandu keselamatan kereta, aplikasi radar gelombang milimeter kereta juga telah berkembang kepada aplikasi pengesan halangan apabila parkir atau membuka pintu, mengurangi kerosakan gerakan pintu apabila parkir atau memandu.

Pelbagai aplikasi lain telah meningkatkan pelbagai aplikasi radar gelombang-milimeter dan mengembangkan secara aktif adegan baru untuk aplikasi radar gelombang-milimeter. Jika tanda-tanda vital pemandu memantau sensor radar digunakan, tanda-tanda vital pemandu, seperti kadar jantung dan kadar pernafasan, boleh diawasi dengan cara yang tidak berhubungan, untuk merasakan keadaan kelelahan pemandu dan mencapai tujuan memandu dengan selamat. Sensor radar pengawasan ahli penumpang juga mencapai pengesan yang boleh dipercayai penumpang (dewasa, kanak-kanak, haiwan peliharaan) dalam kereta dengan car a yang tidak berhubungan, menghindari kejadian tahanan secara tidak sengaja dalam proses perjalanan, dan menyediakan jaminan perjalanan yang selamat bagi pengguna.

Kebenaran Raka

Frekuensi operasi utama radar gelombang Millimeter Automobile adalah 24GHz dan 77GHz. Band 24GHz terutama digunakan untuk radar julat pendek, dan jarak pengesan adalah kira-kira 50 m. Ia boleh digunakan untuk pengesan titik buta dan sistem lain. Namun, kerana lebar bandnya yang sempit, resolusi dan prestasi radar sangat terbatas.

Sebaliknya, radar 77 GHz mempunyai prospek luas. Keuntungan besar adalah akurat tinggi, resolusi tinggi, dan kebolehan mengukur yang baik dari jarak pendek hingga panjang. Dua band radar 77 GHz adalah 76-77 GHz dan 77-81 GHz, dengan lebar band 1 GHz dan 4 GHz, respectively. Keuntungan lebar jalur besar meningkatkan resolusi dan ketepatan secara signifikan. Di sisi lain, kerana frekuensi tinggi dan panjang gelombang pendek, radar 77GHz mempunyai komponen yang lebih kecil seperti penghantar radar yang direka atau antena, yang mengurangkan saiz radar dan memudahkan pemasangan dan sembunyi dalam badan. Band 77GHz telah mendapatkan menarik yang signifikan dalam peraturan global dan adopsi industri.

Aplikasi radar gelombang 77GHzmm sepadan dengan tahap lanjutan automatasi kereta. Dengan pembangunan pemandu kereta dan peningkatan kadar pemasangan ADAS, kebanyakan sensor radar kereta 24 GHz akan berubah ke band 77 GHz, dan keperluan dan aplikasi mereka akan bertambah secara perlahan-lahan.

Kebenaran Rancangan Radar Gelombang Millimeter Automotive dan Solution Material PCB

Modul sistem radar gelombang 77GHzmm berdasarkan rancangan radar FMCW. Kebanyakan mereka menggunakan penyelesaian satu-cip lengkap seperti TI, Infineon atau NXP. Bahagian depan RF, unit pemprosesan isyarat dan unit kawalan telah disertai dalam cip, menyediakan penghantaran isyarat berbilang dan saluran penerimaan. Rancangan papan PCB modul radar berbeza bergantung pada rancangan antena pelanggan, tetapi terdapat beberapa cara utama.

Jenis pertama menggunakan bahan PCB dengan kehilangan ultra-rendah sebagai plat pembawa untuk reka antena atas. Rancangan antena biasanya menggunakan antena patch, dan lapisan kedua tumpukan adalah stratum antena dan penyedianya. Bahan PCB laminasi lain adalah FR-4. Rancangan ini relatif mudah, mudah diproses dan biaya rendah. Bagaimanapun, disebabkan ketinggian yang lebih tipis bahan PCB kehilangan ultra rendah (biasanya 0.127mm), perhatian perlu diberikan kepada kesan keras foli tembaga pada kehilangan dan konsistensi. Pada masa yang sama, penyedia sempit antena patch microstrip perlu memperhatikan kawalan akurat lebar garis pemprosesan.

Kaedah reka kedua menggunakan sirkuit gelombang terpasang dielektrik (SIW) untuk reka antena radar, yang bukan lagi antena patch. Selain antena, tumpuan PCB lain menggunakan bahan FR-4 sebagai kawalan radar dan lapisan kuasa seperti pada cara pertama. Bahan-bahan PCB yang digunakan dalam rekaan antena SIW ini masih menggunakan bahan-bahan PCB dengan kehilangan ultra-rendah untuk mengurangi kehilangan dan meningkatkan radiasi antena. Pemilihan tebal bahan biasanya menghasilkan lebar band yang lebih lebar dengan PCB yang lebih tebal dan kurang kasar foli tembaga. Tiada masalah lain bila memproses lebar baris yang lebih sempit. Namun, proses lubang dan ketepatan kedudukan SIW perlu dipertimbangkan.

Kaedah reka ketiga adalah untuk reka struktur laminasi plat berbilang lapisan dengan bahan kehilangan yang sangat rendah. Bergantung pada keperluan, ia adalah mungkin untuk menggunakan bahan kehilangan ultra rendah untuk beberapa lapisan, atau untuk menggunakan bahan kehilangan ultra rendah untuk semua lapisan. Kaedah rancangan ini meningkatkan kelebihan rancangan sirkuit, meningkatkan darjah integrasi, dan mengurangkan saiz modul radar. Tetapi kelemahan adalah bahawa kos relatif adalah tinggi dan proses pemprosesan adalah relatif kompleks.

Kebenaran Rancangan Radar Gelombang Millimeter Automotive dan Solution Material PCB

Pertimbangan bahan

Untuk rancangan PCB berbeza bagi sensor radar gelombang-milimeter, ciri umum adalah bahawa bahan PCB kehilangan ultra-rendah diperlukan untuk mengurangi kehilangan sirkuit dan meningkatkan radiasi antena. Material PCB adalah komponen kunci dalam desain sensor radar. Pemilihan bahan PCB yang sesuai boleh memastikan kestabilan dan konsistensi sensor gelombang milimeter.

Kebenaran Rancangan Radar Gelombang Millimeter Automotive dan Solution Material PCB

Figur 4. Antena microstrip sensor radar kereta

Performasi bahan PCB untuk radar gelombang 77GHzmm perlu dianggap dari aspek ini:

Pertama, karakteristik elektrik bahan, yang merupakan faktor utama dalam merancang sensor radar dan memilih bahan PCB. Memilih bahan-bahan PCB dengan konstan dielektrik stabil dan kerugian ultra rendah adalah penting untuk prestasi radar gelombang 77GHzmm. Permanen dan kehilangan dielektrik yang stabil boleh membuat antena menerima dan menerima fasa yang tepat, yang boleh meningkatkan keuntungan antena, sudut imbas atau julat, dan meningkatkan ketepatan pengesan dan posisi radar. Kestabilan konstan dielektrik dan ciri-ciri kehilangan PCB tidak hanya memastikan kestabilan seri bahan yang berbeza, tetapi juga memastikan variasi dalam piring yang sama adalah kecil dan mempunyai kestabilan yang sangat baik.

Kekerasan permukaan foli tembaga yang digunakan dalam bahan PCB mempengaruhi konstan dielektrik dan kehilangan sirkuit. Semakin halus bahan, semakin besar permukaan kasar foil tembaga mempunyai pada sirkuit. Semakin besar jenis foil tembaga, semakin besar perubahan kasar dirinya sendiri, juga akan menghasilkan perubahan yang lebih besar dalam konstan dielektrik dan kehilangan, dan mempengaruhi ciri fasa sirkuit.

Kedua, kepercayaan bahan perlu dipertimbangkan. Kepercayaan bahan-bahan tidak hanya merujuk kepada kepercayaan tinggi bahan-bahan dalam pemprosesan PCB, terpengaruh oleh proses pemprosesan, melalui lubang, kekuatan ikatan foil tembaga, dll., tetapi juga termasuk kepercayaan jangka panjang bahan-bahan. Sama ada prestasi elektrik bahan PCB tetap stabil sepanjang masa dan dalam keadaan kerja yang berbeza, seperti suhu atau kelembapan berbeza, adalah penting bagi kepercayaan sensor radar automotif dan aplikasi sistem ADAS automotif.

Secara umum, untuk desain antena bagi sensor radar 77GHz, diperlukan untuk mempertimbangkan pemilihan bahan-bahan dengan konstan dielektrik stabil dan kehilangan ultra-rendah. Fol tembaga lembut boleh mengurangi kehilangan sirkuit dan perubahan toleransi konstan dielektrik. Pada masa yang sama, bahan-bahan sepatutnya mempunyai ciri-ciri elektrik dan mekanik yang boleh dipercayai dengan masa, suhu, kelembapan dan persekitaran kerja luaran lain.

Pilihan Material PCB

Rogers telah bekerja dengan pembuat modul radar terbaik di dunia sejak hari awal pembangunan radar gelombang milimeter kereta untuk melancarkan RO3003 tanpa kain kaca. prestasi bahan telah diperiksa secara ketat dalam semua aspek dan boleh memenuhi keperluan sensor radar 77 GHz. RO3003. Bahan ini digunakan secara luas dalam radar gelombang-77GHz, dan mempunyai konstan dielektrik yang sangat stabil dan karakteristik kehilangan ultra-rendah (faktor kehilangan ialah 0.001 di bawah ujian konvensional pada 10GHz). Pada masa yang sama, struktur tanpa kain kaca mengurangkan lagi perubahan konstan dielektrik setempat dalam band milimeter, menghapuskan kesan serat kaca isyarat, dan meningkatkan lagi kestabilan fasa sensor radar. RO3003 - Bahan ini juga mempunyai absorptivitas air yang sangat rendah (0.04% @D48/50), stabil konstan dielektrik yang sangat rendah (TCDk) (-3ppm/?C), yang juga memastikan prestasi berasaskan RO3003. Sensor radar gelombang milimeter bahan masih boleh menyimpan prestasi yang baik pada masa, suhu dan persekitaran. Pilihan berbagai jenis foli tembaga dan pilihan tebal rendah yang diberikan oleh produk juga membantu untuk meningkatkan ketepatan pemprosesan dan hasil produk, dan memungkinkan sensor radar untuk mencapai prestasi yang lebih baik.

Dengan pembangunan sensor radar band 79GHz (77-81GHz), ia mempunyai lebar banding isyarat yang lebih luas, yang boleh meningkatkan resolusi sensor radar, meningkatkan sudut imbas, dan bahkan menyedari imej 4D. Rogers berdasarkan RO3003 Berdasarkan bahan, RO3003G2 dikembangkan dan dilancarkan Material untuk sepadan dengan keperluan prestasi yang lebih tinggi bagi sensor radar untuk bahan PCB. Berbanding dengan RO3003 Material, RO3003G2 Sistem penuhian istimewa optimum dalam sistem bahan, yang mengurangkan partikel penuhian, meningkatkan keseluruhan sistem bahan, dan mengurangkan lagi toleransi konstan dielektrik diantara keseluruhan piring dan ciri-ciri batch. Sistem penuhian yang lebih kecil dan seragam juga membolehkan lebih kecil melalui desain lubang semasa pemprosesan PCB. RO3003G2 Fol tembaga lembut dipilih untuk mengurangi kehilangan penyisipan dalam sirkuit dan prestasinya sangat dekat dengan RO3003 Performasi kehilangan penyisipan tembaga kalendar bahan.