Фреквенцијата на сигналот при примената на автомобилскиот радар варира помеѓу 30 и 300 GHz, дури и до 24 GHz.Со помош на различни функции на колото, овие сигнали се пренесуваат преку различни технологии за далноводи, како што се микроленти, ленти, интегриран бранововод со подлога (SIW) и заземјен компланарен брановоден водич (GCPW).Овие технологии за далноводи (сл. 1) обично се користат на микробранови фреквенции, а понекогаш и на милиметарски бранови фреквенции.Потребни се ламинатни материјали за кола специјално користени за оваа состојба со висока фреквенција.Микрострип линијата, како наједноставна и најчесто користена технологија на коло за далноводи, може да постигне висока стапка на квалификација на кола со користење на конвенционална технологија за обработка на кола.Но, кога фреквенцијата е подигната до фреквенцијата на милиметарскиот бран, тоа можеби не е најдобрата линија за пренос на колото.Секој далновод има свои предности и недостатоци.На пример, иако линијата за микроленти е лесна за обработка, таа мора да го реши проблемот со голема загуба на зрачење кога се користи на фреквенција на милиметарски бранови.
Слика 1.
Иако отворената структура на линијата за микроленти е погодна за физичко поврзување, таа исто така ќе предизвика некои проблеми на повисоки фреквенции.Во далноводот со микроленти, електромагнетните (ЕМ) бранови се шират низ спроводникот на материјалот на колото и диелектричната подлога, но некои електромагнетни бранови се шират низ околниот воздух.Поради ниската Dk вредност на воздухот, ефективната Dk вредност на колото е помала од онаа на материјалот на колото, што мора да се земе предвид при симулацијата на колото.Во споредба со низок Dk, кола направени од материјали со висока Dk имаат тенденција да го попречат преносот на електромагнетни бранови и да ја намалат стапката на ширење.Затоа, материјалите на кола со ниска Dk обично се користат во кола со милиметарски бранови.
Бидејќи има одреден степен на електромагнетна енергија во воздухот, колото на линијата со микроленти ќе зрачи нанадвор во воздухот, слично на антената.Ова ќе предизвика непотребна загуба на зрачење на колото на линијата на микролентата, а загубата ќе се зголеми со зголемувањето на фреквенцијата, што исто така носи предизвици за дизајнерите на кола кои ја проучуваат линијата на микроленти за да ја ограничат загубата на зрачење на колото.Со цел да се намали загубата на зрачење, линиите за микроленти може да се изработуваат со материјали од кола со повисоки вредности на Dk.Сепак, зголемувањето на Dk ќе ја забави стапката на ширење на електромагнетниот бран (во однос на воздухот), предизвикувајќи поместување на фазата на сигналот.Друг метод е да се намали загубата на зрачење со користење на потенки материјали за кола за обработка на линиите на микроленти.Меѓутоа, во споредба со материјалите со подебели кола, материјалите со потенки кола се поподложни на влијанието на грубоста на површината на бакарната фолија, што исто така ќе предизвика одредено поместување на фазата на сигналот.
Иако конфигурацијата на колото на линијата за микроленти е едноставна, на колото на линијата за микроленти во опсегот на милиметарски бранови потребна е прецизна контрола на толеранцијата.На пример, ширината на проводникот што треба строго да се контролира и колку е поголема фреквенцијата, толку ќе биде построга толеранцијата.Затоа, линијата на микроленти во фреквенцискиот опсег на милиметарски бран е многу чувствителна на промената на технологијата на обработка, како и на дебелината на диелектричниот материјал и бакарот во материјалот, а барањата за толеранција за потребната големина на колото се многу строги.
Stripline е сигурна технологија за далноводи на колото, која може да игра добра улога во фреквенцијата на милиметарски бранови.Меѓутоа, во споредба со линијата за микроленти, проводникот на лентата е опкружен со медиум, така што не е лесно да се поврзат конекторот или другите влезно/излезни порти со лентата за пренос на сигнал.Стриплинот може да се смета како вид на рамен коаксијален кабел, во кој проводникот е обвиткан со диелектричен слој, а потоа покриен со стратум.Оваа структура може да обезбеди висококвалитетен ефект на изолација на колото, додека го одржува ширењето на сигналот во материјалот на колото (наместо во околниот воздух).Електромагнетниот бран секогаш се шири низ материјалот на колото.Стриплајн колото може да се симулира според карактеристиките на материјалот на колото, без да се земе предвид влијанието на електромагнетниот бран во воздухот.Сепак, проводникот на колото опкружен со медиумот е ранлив на промените во технологијата на обработка, а предизвиците со напојувањето на сигналот го отежнуваат справувањето со стриплинот, особено под услов на помала големина на конекторот при фреквенција на милиметарски бранови.Затоа, освен за некои кола што се користат во автомобилските радари, стриплините обично не се користат во кола со милиметарски бранови.
Бидејќи има одреден степен на електромагнетна енергија во воздухот, колото на линијата со микроленти ќе зрачи нанадвор во воздухот, слично на антената.Ова ќе предизвика непотребна загуба на зрачење на колото на линијата на микролентата, а загубата ќе се зголеми со зголемувањето на фреквенцијата, што исто така носи предизвици за дизајнерите на кола кои ја проучуваат линијата на микроленти за да ја ограничат загубата на зрачење на колото.Со цел да се намали загубата на зрачење, линиите за микроленти може да се изработуваат со материјали од кола со повисоки вредности на Dk.Сепак, зголемувањето на Dk ќе ја забави стапката на ширење на електромагнетниот бран (во однос на воздухот), предизвикувајќи поместување на фазата на сигналот.Друг метод е да се намали загубата на зрачење со користење на потенки материјали за кола за обработка на линиите на микроленти.Меѓутоа, во споредба со материјалите со подебели кола, материјалите со потенки кола се поподложни на влијанието на грубоста на површината на бакарната фолија, што исто така ќе предизвика одредено поместување на фазата на сигналот.
Иако конфигурацијата на колото на линијата за микроленти е едноставна, на колото на линијата за микроленти во опсегот на милиметарски бранови потребна е прецизна контрола на толеранцијата.На пример, ширината на проводникот што треба строго да се контролира и колку е поголема фреквенцијата, толку ќе биде построга толеранцијата.Затоа, линијата на микроленти во фреквенцискиот опсег на милиметарски бран е многу чувствителна на промената на технологијата на обработка, како и на дебелината на диелектричниот материјал и бакарот во материјалот, а барањата за толеранција за потребната големина на колото се многу строги.
Stripline е сигурна технологија за далноводи на колото, која може да игра добра улога во фреквенцијата на милиметарски бранови.Меѓутоа, во споредба со линијата за микроленти, проводникот на лентата е опкружен со медиум, така што не е лесно да се поврзат конекторот или другите влезно/излезни порти со лентата за пренос на сигнал.Стриплинот може да се смета како вид на рамен коаксијален кабел, во кој проводникот е обвиткан со диелектричен слој, а потоа покриен со стратум.Оваа структура може да обезбеди висококвалитетен ефект на изолација на колото, додека го одржува ширењето на сигналот во материјалот на колото (наместо во околниот воздух).Електромагнетниот бран секогаш се шири низ материјалот на колото.Стриплајн колото може да се симулира според карактеристиките на материјалот на колото, без да се земе предвид влијанието на електромагнетниот бран во воздухот.Сепак, проводникот на колото опкружен со медиумот е ранлив на промените во технологијата на обработка, а предизвиците со напојувањето на сигналот го отежнуваат справувањето со стриплинот, особено под услов на помала големина на конекторот при фреквенција на милиметарски бранови.Затоа, освен за некои кола што се користат во автомобилските радари, стриплините обично не се користат во кола со милиметарски бранови.
Слика 2 Дизајнот и симулацијата на проводникот на колото GCPW е правоаголен (на сликата погоре), но проводникот е обработен во трапез (подолу на сликата), кој ќе има различни ефекти врз фреквенцијата на милиметарскиот бран.
За многу нови апликации на кола од милиметарски бранови кои се чувствителни на одговорот на фазата на сигналот (како што е автомобилскиот радар), причините за фазната недоследност треба да се минимизираат.Колото GCPW со фреквенција на милиметарски бранови е ранливо на промени во материјалите и технологијата на обработка, вклучително и промени во вредноста на материјалот Dk и дебелината на подлогата.Второ, на перформансите на колото може да влијае дебелината на бакарниот проводник и грубоста на површината на бакарната фолија.Затоа, дебелината на бакарниот проводник треба да се одржува во строга толеранција, а грубоста на површината на бакарната фолија треба да се минимизира.Трето, изборот на површинска обвивка на колото GCPW, исто така, може да влијае на перформансите на милиметарскиот бран на колото.На пример, колото што користи хемиско никел злато има повеќе загуби на никел отколку бакар, а површинскиот слој обложен со никел ќе ја зголеми загубата на GCPW или линијата за микроленти (Слика 3).Конечно, поради малата бранова должина, промената на дебелината на облогата исто така ќе предизвика промена на фазниот одговор, а влијанието на GCPW е поголемо од она на линијата за микроленти.
Слика 3 Линијата за микроленти и колото GCPW прикажани на сликата го користат истиот материјал на колото (Rogers's RO4003C™ Laminate) со дебелина од 8 милји.
Време на објавување: Октомври-05-2022 година
