毫米波雷达波导天线制造的低成本工艺

3D波导天线如何提升77GHz汽车雷达性能?工艺与设计要点解析 毫米波雷达的性能上限,很大程度上取决于前端天线的损耗与隔离度。在76-81GHz频段,传统平面贴片天线因介质损耗高、馈电网络拥挤,难以满足4D成像雷达对增益、效率和通道隔离度的严苛需求。波导天线凭借空气腔传输的零介质损耗和金属屏蔽结构,成为提升探测距离与角分辨率的优选方案。而3D波导天线进一步将馈电网络从二维平面扩展到三维空间,通过垂直堆叠有效解决了大阵列MIMO雷达的馈电难题。制造工艺上,注塑塑料金属化将天线的单件成本与重量大幅降低,已接近量产平衡点,而金属3D打印则更适合样件快速验证。本文从射频基础原理 阅读详情
AI摘要

博客介绍了毫米波雷达波导天线的技术背景,对比微带天线与波导天线传输损耗,阐述LoP技术在毫米波雷达上的应用及优势。还讲述了毫米波雷达波导天线的制造工艺,指出塑料金属化可满足轻量化和低成本需求,博迅通信能高质量生产并提供打样服务。

1、技术背景

从微带天线到波导天线,毫米波雷达波导天线经历了巨大的变革,而封装上装载(LoP)技术的出现,使得毫米波雷达系统的性能效率更上一层楼。

1.1 微带天线与波导天线

77GHz高频下,通常采用的射频板材为罗杰斯的Rogers3003,基板采用PTFE材质。相较于波导天线低损耗、高增益的传输效率,微带天线的传输损耗巨大。由数据显示,微带天线传输损耗约为0.7dB/10mm,随着传输线的增长,馈线损耗逐步增大,40mm时损耗能量约3dB。波导天线传输损耗约0.002dB/10mm,几乎可以忽略不计。

图1 微带传输与波导传输损耗对比

 

1.2 LoP技术在毫米波雷达上的应用

波导天线需要一种能量转换结构,将微带线上的能量传输到波导结构当中。

LoP技术完美解决了这一问题。据可靠资料显示,LoP技术可以通过PCB内的波导将信号从封装辐射元件直接传输到3D天线,省去了其中信号从封装辐射元件到BGA再到PCB的两次射频,降低了转换功率损耗,提高电磁信号的传输效率。

图2 PCB发射器与LoP技术原理对比题
毫米波雷达天线罩设计指导1(TI文档) 此外,所使用的材料在性质上应该是均匀的,以便在天线罩本身内不产生任何额外的Dk边界,设计的目标是墙壁是固体的,内部没有气泡或其他材料碎片。根据特定终端设备的需要,天线罩可以构造成几种形状,如平面、球形和测地线形状,这些形状会对雷达传感器的辐射方向图或视场和最大可达距离产生一定影响。这种现象背后的理论是这样的,如果天线罩壁厚设计为λ/2(半波长),那么雷达信号通过内壁表面的往返,然后从外壁反射回来,引入了从内壁发射的净180°相移(180°-180°+ 180°)。弧形球形天线罩的传输距离如图4-2所示。 阅读详情

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