Công nghệ PCB - Cách chọn vật liệu mạch cho các loại ứng dụng cảm biến radar trong hệ thống hỗ trợ lái xe hơi cao cấp (ADAS)

Cách chọn vật liệu mạch cho các loại ứng dụng cảm biến radar trong hệ thống hỗ trợ lái xe hơi cao cấp (ADAS)

Một ngày nào đó trong tương lai, Xe tự động có thể an toàn hơn những chiếc xe vận hành bởi những tay đua hiện tại.. Nhưng trước khi tài xế bắt đầu buông tay lái, một số bộ phận chức năng điện tử phải trở thành tiêu chuẩn của xe thương mại, bao gồm hệ thống ra-đa sóng mm, máy ảnh và/hay January. Cần nhiều loại vật liệu mạch. So sánh có đường, ra-đa có vẻ dễ dàng liên kết với chiến trường hơn.. Nhưng nó liên tục trở thành một công nghệ cảm biến đáng tin cậy, as part of the advanced driver assistance system (ADAS) technology in modern cars to provide electronic safety functions for modern commercial vehicles. Hệ thống ra-đa của sóng mm là một công nghệ chín chắn trong ngành xe hơi.. Là hệ thống hỗ trợ hệ thống điều khiển an toàn đầu tiên, Nó đã được dùng bởi Mercedes-Benz từ thời 196 và bây giờ được sử dụng thường xuyên trong hệ thống ADAS hiện đại. Phát hiện điểm mù và bảo vệ xung đột.

Các máy chiếu sóng Milimét sẽ giúp những chiếc xe tự động trở nên có thể thành hiện thực, nhưng chúng yêu cầu một sự kết hợp của nhiều nguyên tố, bao gồm cả các vật liệu mạch có thể cung cấp năng lượng ổn định cho các thiết bị điện tử và mạch với tần số trên 77 GHz. Ví dụ, trong các ứng dụng ADAS, các vật liệu mạch yêu cầu thiết kế các đường truyền dẫn có thể hỗ trợ tín hiệu sóng lớn bằng sóng lò vi sóng ở 24,77 (hay 77) GHz, để giảm tối thiểu, trong khi cung cấp năng lượng lặp đi lặp liên tục trên một dải nhiệt độ rộng. May mắn thay, Rogers có thể cung cấp cho vật liệu mạch này khả năng ứng dụng tương ứng với những ứng dụng của ADS, từ sóng vi sóng tần số sang tần số cao.

Một phần bảo vệ nhận thức điện tử của hệ thống ADAS của chiếc xe, hệ thống ra-đa gắn trên xe s ẽ được sử dụng cùng với các công nghệ khác. Hệ thống Radar gửi tín hiệu điện từ dưới dạng sóng radio và nhận tín hiệu phản xạ của sóng radio từ một mục tiêu (như một chiếc xe khác) mà thường là nhiều mục tiêu hơn. Hệ thống ra-đa có thể lấy thông tin đích tương ứng từ những tín hiệu phản xạ nhận được, bao gồm vị trí, khoảng cách, tốc độ tương đối và bộ thập-ra-đa (RCS). Khoảng c ách (R) có thể được xác định dựa trên tốc độ ánh sáng (c) và thời gian đi vòng tròn cần thiết (\ 132;) của tín hiệu. Thời gian quay vòng là thời gian cho sóng radio đi từ nguồn năng lượng radar đến mục tiêu và quay lại nguồn năng lượng radar. Trong hệ thống ra-đa gắn trên xe, sự xuất hiện của tín hiệu ra-đa được truyền tới ăng-ten PCB. Giá trị của R có thể được lấy bằng một công thức to án học đơn giản, tức là sản phẩm của tốc độ ánh sáng và thời gian truyền tín hiệu vòng tròn từ nguồn tín hiệu ra-đa tới mục tiêu và trở về nguồn ra-đa được chia ra bởi 2: R tố tố tố tố tố tố tố tố tố C22;

Một phần của hệ thống an toàn hoạt động của ADS, chiếc xe được trang bị với nhiều cảm biến bao gồm máy ảnh, hệ thống lidar và radar.

Hình số 1: Bộ phận an toàn hoạt động của ADAS, xe được trang bị các cảm biến khác nhau, gồm máy quay, hệ thống đa dạng và ra-đa.

Khi các mục tiêu radar tương đối gần nhau, như hai chiếc xe trên một con đường đông cứng, phải có độ phân giải radar chính xác để phân biệt các vật thể phát hiện. Có thể dùng một xung radar ngắn hơn để phát hiện một mục tiêu, mặc dù xung ngắn hơn hay bất kỳ loại tín hiệu nào sẽ phản ánh ít năng lượng từ mục tiêu trở lại máy thu radar. Nhiều năng lượng có thể được thêm vào các xung ngắn hơn bằng cách sử dụng xung ép, nơi chế độ thời gian hay tần số có thể tăng cấp năng lượng của nó. Do đó, máy theo dõi dựa trên tần số điều chỉnh sóng liên tiếp (FMvali) được sử dụng thường xuyên trong hệ thống ra-đa của xe.

Tính to án tốc độ đích có thể được thực hiện qua hiệu ứng Doppler, mà ám chỉ sự thay đổi tần số tín hiệu phản chiếu bởi mục tiêu lấy ra từ radar dựa trên cách di chuyển của mục tiêu tương đương với tín hiệu radar/thu phát tín hiệu. The Doppler tần số sẽ đảo ngược tỉ lệ với sóng. Dựa theo độ gần hay cách xa của radar, giá trị này dương hay âm tính.

Hệ thống ra-đa FMvali hay chíp có thể đo tốc độ, khoảng cách và góc của nhiều mục tiêu. Mặc dù cho cho thấy máy thu nhỏ (NB) và FMWB (UWB) FMvali đang hoạt động tại 24 GHz đã được sử dụng rộng rãi, nhưng hệ thống tần số này đang dần giảm dần. Hệ thống ra-đa Đa-băng tần-GHz với độ rộng băng của 1 GHz ngày càng phổ biến trong hệ thống an toàn xe cộ. Bên cạnh đó, ngành công nghiệp xe hơi đang nghiên cứu tia tia UV cho ứng dụng tương lai. Tia va-tốc độ của đối tượng này khá đơn giản và có thể phát hiện tốc độ của mục tiêu, nhưng nó không thể phát hiện khoảng cách của mục tiêu. Sóng đồng tiếp theo có thể dùng nhiều tần số Doppler để ước lượng khoảng cách. Các tần số bắt nhịp và lặp lại các nhịp đập là hai thông số quan trọng để thiết kế một hệ thống ra-đa xung liên tục đáng tin cậy.

Dựa vào xung ép, độ phân giải của ra-đa FMvali đảo tỉ lệ với độ rộng băng của tín hiệu FMvali, và không liên quan gì đến độ rộng của các xung. Hệ thống cao cấp của FMvali sử dụng sóng UWB để đo khoảng cách nhỏ với độ phân giải cao. Độ phân giải Doppler là chức năng của độ rộng xung và số xung dùng để ước tính. The Clutter trong bất kỳ radar system is the sound caused by the radar signs phản chiếu bởi các đối tượng khác ngoài mục tiêu of interest. Trong bất kỳ hệ thống ra-đa nào, so với các vật thể bao quanh khác, radar phải xác định các mục tiêu hiệu quả từ nhiều vật thể được soi sáng bởi tín hiệu radar.

Hệ thống an ninh điện tử trên tàu s ử dụng các tham số vật lý khác (như tầm nhìn và ánh sáng) để cung cấp dữ liệu hữu ích cho bộ điều khiển miền ADAS của xe. Bộ điều khiển miền là một trung tâm xử lý thông tin thực hiện việc tổng hợp thông tin cảm biến để giúp lái xe an to àn. Máy quay phía trước được dùng để cảnh báo đường về khởi hành và để chụp ảnh quét đối tượng, trong khi máy quay hậu có thể cung cấp ảnh ngược và thêm nếu cần thiết. Các hệ thống dò ánh sáng có đẳng cấp (Ligar, lidar) truyền xung ánh sáng hồng ngoại (IR) tới mục tiêu (ví dụ, một chiếc xe khác hay một bức tường trong bãi đậu xe) và phát hiện xung hồng ngoại quay về nguồn, dựa trên độ truyền ánh sáng, được dùng để tính khoảng cách giữa nguồn và mục tiêu. Sử dụng các thông số chi tiết như độ dài và bước sóng của động mạch IR và thời gian cần để phản xạ và quay lại máy phát hiện IR trong xe, vị trí và di chuyển tương đối của vật đã nhiễm xạ IR có thể được tính to án. Đáng tiếc, hiệu quả và hiệu quả của hệ thống lidar của xe là cực kỳ nhạy cảm với môi trường nghiêm trọng, như tuyết, mưa và sương mù.

Hệ thống ra-đa gắn vào chiếc xe có thể hoạt động theo cách của hệ thống Ligar, nhưng độ sóng tương ứng của rađa của tần số mm nhỏ hơn. Đáng ra máy theo dõi gắn vào xe được chỉ định để sử dụng trong một số các khoảng tần số cụ thể, như 24, 77 và 7th GHz. Những băng tần số này đã được chấp thuận bởi một số tổ chức tiêu chuẩn, như Liên bang (Liên bang) liên bang (Liên bang) để thông báo thông tin truyền thông (Liên bang) và Bộ truyền thống truyền thống truyền thông (truyền thống truyền thông) đã chấp nhận sử dụng chúng.

Hiện tại, nhiều máy theo dõi được sử dụng như một phần của các ứng dụng ADAS, và tín hiệu FMvali được sử dụng rộng vì khả năng đo lường tốc độ, khoảng cách và góc của nhiều mục tiêu. Các máy theo dõi động cơ đôi khi sử dụng băng hẹp NB và các thiết kế UWB tần số Thiếp vượt xa, được làm trong dải tần số 24GHz. The 24GHz weaselband radar occupies the 200 MHz range from 24.05 tới 24.25 GHz, and the 24 GHz fur-wideband radar has a total bandwidwidth of 5 GHz, from 21.65 GHz to 26.65 GHz. Hệ thống radar có băng hẹp 24-GHz có thể cung cấp hiệu quả phát hiện mục tiêu giao thông ngắn-hẹp và được dùng cho các chức năng đơn giản như phát hiện điểm mù. Hệ thống ra-đa với tần số xe siêu việt được áp dụng cho các chức năng giải phóng cao hơn, như là điều khiển du thuyền thích ứng (ACC), cảnh báo xung đột phía trước (FCW) và hệ thống điều khiển khẩn cấp tự động (AEB).

Tuy nhiên, khi các ứng dụng liên lạc di động to àn cầu tiếp tục tiêu thụ phổ quang với tần số "thấp hơn (bao gồm các phụ tùng 24 GHz), tần số của hệ thống ra-đa gắn vào xe hơi trở nên cao hơn, và phổ quang tần số với tần số ngắn hơn trở thành sự lựa chọn, và tần số là 77 và 7th GHz. Trên thực tế, Nhật Bản không còn sử dụng ra-đa 24GHz. Theo lịch trình được xác định bởi các tổ chức tiêu chuẩn ở khu vực cao, bên công ty trao đổi, nó sẽ bị loại bỏ ở Châu Âu và Hoa Kỳ, và sẽ được thay thế bởi hệ thống ra-đa tần số cao cấp 77GHz và radio 79GHz. The 7GHz và 79GHz Radars sẽ được sử dụng trong một dạng nào đó như mô- đun hoạt động cho xe tự động.

Điều kiện vật chất

Xe tự động sẽ sử dụng nhiều công nghệ điện tử khác nhau để hướng dẫn, kiểm soát và an to àn, bao gồm những cảm biến sử dụng sóng điện và điện từ. Đã từng được xem là độc đáo, thử nghiệm và thậm chí chỉ được dùng cho các mục đích quân sự. Sự tăng cường sử dụng ra-đa với sóng mm là một xu hướng mà ngày càng nhiều công nghệ và mạch điện tử được hòa nhập vào xe vận động, cung cấp tiện lợi và hỗ trợ cho những người lái, làm cho xe trở nên an to àn hơn, và cho phép chủ xe cộ và người vận hành tránh xa xe cộ. Giải phóng khỏi "nhiệm vụ". Việc sử dụng các hệ thống điện tử tần số cao trong xe hơi thương mại thậm chí có thể tạo ra các cách hoàn toàn mới giữa lái xe và chiếc xe. Ít nhất, sử dụng các công nghệ như máy ra-đa mm sẽ thay đổi định nghĩa "lái" một chiếc xe.

Thiết kế của hệ thống ra-đa với sóng lớn này thường bắt đầu với một ăng-ten., và ăng-ten thường là một bảng mạch in hiệu suất cao. (PCB) antenna, được lắp ở các vị trí khác nhau, Bằng cách truyền và nhận tín hiệu sóng 9mm với năng lượng thấp để phát hiện hoặc "soi sáng" các mục tiêu. (ra-đa) và các hệ thống điện tử khác s ử dụng các phương pháp khác nhau để cung cấp thông tin về các xe hơi(22662;128;153; môi trường bao quanh để dùng bởi các xe đó..

Tín hiệu của hệ thống ra-đa gắn trên xe có thể được tạo ra dưới dạng trường hợp có sóng hay điều chỉnh. Hệ thống ra-đa gắn trên xe được dùng để phát hiện điểm mù tại 24 GHz một thời gian. Tuy nhiên, với dòng thời gian và tăng cường cuộc cạnh tranh quang phổ cho các chức năng khác như liên lạc không dây, hệ thống ra-đa gắn trên phương tiện đang di chuyển tới tần số cao và thu hẹp dải băng của chúng, như dải tần số 1 GHz được tập trung tại 77 GHz và tần số tần số của Hỏa-7.

Cho dù là 24, Phần còn lại:, Sự hiệu quả của PCB ăng-ten rất quan trọng với hệ thống ra-đa của xe.. Họ cần phải chuyển đến mục tiêu và nhận gần như ngay lập tức nếu mục tiêu là tín hiệu phản chiếu từ một phương tiện khác.. Chìa khóa PCB Tham số hiệu ứng ăng-ten bao gồm khuếch đại., trực tiếp và hiệu quả. Chất liệu mạch thấp rất quan trọng để đạt được thành công. PCB antenna performance (Figure 2). Sự đáng tin cậy lâu dài PCB râu cũng rất quan trọng, because these compact antennas and their high-frequency transceiver circuits must also continue to work uninterruptedly (when the vehicle is running) and be able to operate in a more challenging operating environment-commercial Motor vehicles-run reliably on top.