Ang dalas ng signal sa paggamit ng automotive radar ay nag-iiba sa pagitan ng 30 at 300 GHz, kahit na kasing baba ng 24 GHz.Sa tulong ng iba't ibang function ng circuit, ang mga signal na ito ay ipinapadala sa pamamagitan ng iba't ibang teknolohiya ng transmission line tulad ng mga microstrip lines, strip lines, substrate integrated waveguide (SIW) at grounded coplanar waveguide (GCPW).Ang mga teknolohiyang ito ng transmission line (Larawan 1) ay karaniwang ginagamit sa mga frequency ng microwave, at kung minsan sa mga millimeter wave frequency.Kinakailangan ang mga circuit laminate na materyales na espesyal na ginagamit para sa kondisyong ito ng mataas na dalas.Ang linya ng Microstrip, bilang pinakasimpleng at pinakakaraniwang ginagamit na teknolohiya ng transmission line circuit, ay maaaring makamit ang mataas na rate ng kwalipikasyon ng circuit sa pamamagitan ng paggamit ng conventional circuit processing technology.Ngunit kapag ang frequency ay itinaas sa millimeter wave frequency, maaaring hindi ito ang pinakamahusay na circuit transmission line.Ang bawat linya ng paghahatid ay may sariling mga pakinabang at disadvantages.Halimbawa, kahit na ang linya ng microstrip ay madaling iproseso, dapat itong malutas ang problema ng mataas na pagkawala ng radiation kapag ginamit sa dalas ng millimeter wave.
Figure 1 Kapag lumilipat sa millimeter wave frequency, kailangang harapin ng mga designer ng microwave circuit ang pagpili ng hindi bababa sa apat na teknolohiya ng transmission line sa microwave frequency
Bagama't ang bukas na istraktura ng linya ng microstrip ay maginhawa para sa pisikal na koneksyon, magdudulot din ito ng ilang mga problema sa mas mataas na mga frequency.Sa linya ng paghahatid ng microstrip, ang mga electromagnetic (EM) na alon ay kumakalat sa pamamagitan ng konduktor ng materyal ng circuit at ang dielectric na substrate, ngunit ang ilang mga electromagnetic wave ay nagpapalaganap sa nakapalibot na hangin.Dahil sa mababang halaga ng Dk ng hangin, ang epektibong halaga ng Dk ng circuit ay mas mababa kaysa sa materyal ng circuit, na dapat isaalang-alang sa circuit simulation.Kung ikukumpara sa mababang Dk, ang mga circuit na gawa sa mataas na Dk na materyales ay may posibilidad na hadlangan ang paghahatid ng mga electromagnetic wave at bawasan ang propagation rate.Samakatuwid, ang mababang Dk circuit na materyales ay kadalasang ginagamit sa mga millimeter wave circuit.
Dahil mayroong isang tiyak na antas ng electromagnetic energy sa hangin, ang microstrip line circuit ay magliliwanag palabas sa hangin, katulad ng isang antenna.Magdudulot ito ng hindi kinakailangang pagkawala ng radiation sa circuit ng microstrip line, at tataas ang pagkawala sa pagtaas ng frequency, na nagdudulot din ng mga hamon sa mga circuit designer na nag-aaral ng microstrip line upang limitahan ang pagkawala ng radiation ng circuit.Upang mabawasan ang pagkawala ng radiation, ang mga linya ng microstrip ay maaaring gawa-gawa gamit ang mga materyales ng circuit na may mas mataas na halaga ng Dk.Gayunpaman, ang pagtaas ng Dk ay magpapabagal sa electromagnetic wave propagation rate (kamag-anak sa hangin), na nagiging sanhi ng signal phase shift.Ang isa pang paraan ay upang mabawasan ang pagkawala ng radiation sa pamamagitan ng paggamit ng mga thinner circuit na materyales upang iproseso ang mga linya ng microstrip.Gayunpaman, kumpara sa mas makapal na mga materyales sa circuit, ang mas manipis na mga materyales sa circuit ay mas madaling kapitan sa impluwensya ng copper foil na pagkamagaspang sa ibabaw, na magdudulot din ng isang tiyak na pagbabago ng phase ng signal.
Kahit na ang pagsasaayos ng microstrip line circuit ay simple, ang microstrip line circuit sa millimeter wave band ay nangangailangan ng tumpak na tolerance control.Halimbawa, ang lapad ng konduktor na kailangang mahigpit na kontrolin, at kung mas mataas ang dalas, mas mahigpit ang pagpapaubaya.Samakatuwid, ang linya ng microstrip sa millimeter wave frequency band ay napaka-sensitibo sa pagbabago ng teknolohiya ng pagproseso, pati na rin ang kapal ng dielectric na materyal at tanso sa materyal, at ang mga kinakailangan sa pagpapaubaya para sa kinakailangang laki ng circuit ay napakahigpit.
Ang Stripline ay isang maaasahang teknolohiya ng linya ng transmisyon ng circuit, na maaaring maglaro ng isang mahusay na papel sa millimeter wave frequency.Gayunpaman, kumpara sa linya ng microstrip, ang stripline conductor ay napapalibutan ng medium, kaya hindi madaling ikonekta ang connector o iba pang input/output port sa stripline para sa signal transmission.Ang stripline ay maaaring ituring bilang isang uri ng flat coaxial cable, kung saan ang conductor ay nababalot ng isang dielectric layer at pagkatapos ay sakop ng isang stratum.Ang istrukturang ito ay maaaring magbigay ng de-kalidad na epekto sa paghihiwalay ng circuit, habang pinapanatili ang pagpapalaganap ng signal sa materyal ng circuit (sa halip na sa nakapaligid na hangin).Ang electromagnetic wave ay palaging kumakalat sa pamamagitan ng circuit material.Ang stripline circuit ay maaaring gayahin ayon sa mga katangian ng materyal ng circuit, nang hindi isinasaalang-alang ang impluwensya ng electromagnetic wave sa hangin.Gayunpaman, ang circuit conductor na napapalibutan ng medium ay mahina sa mga pagbabago sa teknolohiya ng pagproseso, at ang mga hamon ng signal feeding ay nagpapahirap sa stripline na makayanan, lalo na sa ilalim ng kondisyon ng mas maliit na laki ng connector sa millimeter wave frequency.Samakatuwid, maliban sa ilang mga circuit na ginagamit sa automotive radar, ang mga stripline ay karaniwang hindi ginagamit sa mga millimeter wave circuit.
Dahil mayroong isang tiyak na antas ng electromagnetic energy sa hangin, ang microstrip line circuit ay magliliwanag palabas sa hangin, katulad ng isang antenna.Magdudulot ito ng hindi kinakailangang pagkawala ng radiation sa circuit ng microstrip line, at tataas ang pagkawala sa pagtaas ng frequency, na nagdudulot din ng mga hamon sa mga circuit designer na nag-aaral ng microstrip line upang limitahan ang pagkawala ng radiation ng circuit.Upang mabawasan ang pagkawala ng radiation, ang mga linya ng microstrip ay maaaring gawa-gawa gamit ang mga materyales ng circuit na may mas mataas na halaga ng Dk.Gayunpaman, ang pagtaas ng Dk ay magpapabagal sa electromagnetic wave propagation rate (kamag-anak sa hangin), na nagiging sanhi ng signal phase shift.Ang isa pang paraan ay upang mabawasan ang pagkawala ng radiation sa pamamagitan ng paggamit ng mga thinner circuit na materyales upang iproseso ang mga linya ng microstrip.Gayunpaman, kumpara sa mas makapal na mga materyales sa circuit, ang mas manipis na mga materyales sa circuit ay mas madaling kapitan sa impluwensya ng copper foil na pagkamagaspang sa ibabaw, na magdudulot din ng isang tiyak na pagbabago ng phase ng signal.
Kahit na ang pagsasaayos ng microstrip line circuit ay simple, ang microstrip line circuit sa millimeter wave band ay nangangailangan ng tumpak na tolerance control.Halimbawa, ang lapad ng konduktor na kailangang mahigpit na kontrolin, at kung mas mataas ang dalas, mas mahigpit ang pagpapaubaya.Samakatuwid, ang linya ng microstrip sa millimeter wave frequency band ay napaka-sensitibo sa pagbabago ng teknolohiya ng pagproseso, pati na rin ang kapal ng dielectric na materyal at tanso sa materyal, at ang mga kinakailangan sa pagpapaubaya para sa kinakailangang laki ng circuit ay napakahigpit.
Ang Stripline ay isang maaasahang teknolohiya ng linya ng transmisyon ng circuit, na maaaring maglaro ng isang mahusay na papel sa millimeter wave frequency.Gayunpaman, kumpara sa linya ng microstrip, ang stripline conductor ay napapalibutan ng medium, kaya hindi madaling ikonekta ang connector o iba pang input/output port sa stripline para sa signal transmission.Ang stripline ay maaaring ituring bilang isang uri ng flat coaxial cable, kung saan ang conductor ay nababalot ng isang dielectric layer at pagkatapos ay sakop ng isang stratum.Ang istrukturang ito ay maaaring magbigay ng de-kalidad na epekto sa paghihiwalay ng circuit, habang pinapanatili ang pagpapalaganap ng signal sa materyal ng circuit (sa halip na sa nakapaligid na hangin).Ang electromagnetic wave ay palaging kumakalat sa pamamagitan ng circuit material.Ang stripline circuit ay maaaring gayahin ayon sa mga katangian ng materyal ng circuit, nang hindi isinasaalang-alang ang impluwensya ng electromagnetic wave sa hangin.Gayunpaman, ang circuit conductor na napapalibutan ng medium ay mahina sa mga pagbabago sa teknolohiya ng pagproseso, at ang mga hamon ng signal feeding ay nagpapahirap sa stripline na makayanan, lalo na sa ilalim ng kondisyon ng mas maliit na laki ng connector sa millimeter wave frequency.Samakatuwid, maliban sa ilang mga circuit na ginagamit sa automotive radar, ang mga stripline ay karaniwang hindi ginagamit sa mga millimeter wave circuit.
Figure 2 Ang disenyo at simulation ng GCPW circuit conductor ay rectangular (sa itaas ng figure), ngunit ang conductor ay pinoproseso sa isang trapezoid (sa ibaba ng figure), na magkakaroon ng iba't ibang epekto sa millimeter wave frequency.
Para sa maraming umuusbong na millimeter wave circuit application na sensitibo sa pagtugon sa phase ng signal (gaya ng automotive radar), dapat mabawasan ang mga sanhi ng hindi pagkakapare-pareho ng phase.Ang millimeter wave frequency GCPW circuit ay mahina sa mga pagbabago sa mga materyales at teknolohiya sa pagpoproseso, kabilang ang mga pagbabago sa halaga ng materyal na Dk at kapal ng substrate.Pangalawa, ang pagganap ng circuit ay maaaring maapektuhan ng kapal ng tansong konduktor at ang pagkamagaspang sa ibabaw ng tansong palara.Samakatuwid, ang kapal ng tansong konduktor ay dapat na panatilihin sa loob ng isang mahigpit na pagpapaubaya, at ang pagkamagaspang sa ibabaw ng tansong palara ay dapat mabawasan.Pangatlo, ang pagpili ng surface coating sa GCPW circuit ay maaari ding makaapekto sa millimeter wave performance ng circuit.Halimbawa, ang circuit na gumagamit ng kemikal na nickel gold ay may mas maraming nickel loss kaysa sa tanso, at ang nickel plated surface layer ay magpapataas ng pagkawala ng GCPW o microstrip line (Figure 3).Sa wakas, dahil sa maliit na haba ng daluyong, ang pagbabago ng kapal ng patong ay magiging sanhi din ng pagbabago ng tugon ng phase, at ang impluwensya ng GCPW ay mas malaki kaysa sa linya ng microstrip.
Figure 3 Ang microstrip line at GCPW circuit na ipinapakita sa figure ay gumagamit ng parehong circuit material (Rogers' 8mil thick RO4003C ™ Laminate), ang impluwensya ng ENIG sa GCPW circuit ay mas malaki kaysa sa microstrip line sa millimeter wave frequency.
Oras ng post: Okt-05-2022
