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汽車?yán)走_(dá)線路板的應(yīng)用場景及PCB材料解決方案

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人氣：1595發(fā)布日期：2024-09-28 09:22【大中小】

自動駕駛汽車和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）技術(shù)促進(jìn)了汽車毫米波雷達(dá)傳感器的快速發(fā)展和技術(shù)的迭代更新，也使汽車駕駛和出行變得更加的安全。

毫米波雷達(dá)憑借其自身所具有分辨率高、抗干擾性能強(qiáng)、探測性能好、尺寸較小等的優(yōu)點(diǎn)，成為了汽車自動駕駛和ADAS系統(tǒng)里面不可或缺的傳感器。

隨著國內(nèi)毫米波雷達(dá)設(shè)計以及國產(chǎn)車型的裝機(jī)率與日俱增，也促使毫米波雷達(dá)應(yīng)用擴(kuò)展到更多的方面。這篇文章就將簡要說明毫米波雷達(dá)的一些應(yīng)用場景，并且就毫米波雷達(dá)天線設(shè)計中的關(guān)鍵PCB材料的選型考慮、PCB材料的關(guān)鍵特性等方面來展開討論。

汽車?yán)走_(dá)線路板應(yīng)用場景
隨著技術(shù)的發(fā)展，毫米波雷達(dá)的演進(jìn)也沿著滿足用戶需求的方向，實現(xiàn)了從近到遠(yuǎn)的探測范圍，測量的精度也逐漸提高。從最早的測速、測距，到可以實現(xiàn)測速、測距、測角，再到現(xiàn)在可以實現(xiàn)分辨率更高的圖像成像。在ADAS系統(tǒng)中，毫米波雷達(dá)的應(yīng)用可根據(jù)車輛需求和功能的不同來劃分，如依據(jù)在汽車上的安裝位置的不同可以分為前向雷達(dá)、后向雷達(dá)和角雷達(dá)；也可依據(jù)探測距離的遠(yuǎn)近分為長距雷達(dá)，中距雷達(dá)和短距雷達(dá)等。毫米波雷達(dá)在ADAS中的應(yīng)用包括如AEB自動制動、FCW前向碰撞預(yù)警、LCA變道輔助、ACC自適應(yīng)巡航、BSW盲區(qū)監(jiān)測等等。

除了輔助汽車的駕駛和行駛安全外，汽車毫米波雷達(dá)的應(yīng)用也擴(kuò)展到了在泊車或開啟車門時的障礙物檢測的應(yīng)用，減少泊車或開車門時車門的碰撞損害。

各種其他應(yīng)用增加了毫米波雷達(dá)應(yīng)用的多樣性，積極擴(kuò)展了毫米波雷達(dá)應(yīng)用新場景。如駕駛員生命體征監(jiān)測雷達(dá)傳感器，可實現(xiàn)非接觸式監(jiān)測駕駛員生命體征，例如心率和呼吸頻率，從而感知駕駛員的疲勞狀態(tài)達(dá)到安全駕駛的目的。乘客成員監(jiān)測雷達(dá)傳感器同樣以非接觸方式的實現(xiàn)對車內(nèi)乘員（成人、兒童、寵物）的可靠檢測，避免出行過程中意外滯留事件的發(fā)生，為消費(fèi)者提供安全出行保障。

材料考慮對于毫米波雷達(dá)傳感器的不同PCB設(shè)計，有一個共同的特點(diǎn)就是都需要使用超低損耗的PCB材料，從而降低電路損耗，增大天線的輻射。PCB材料是雷達(dá)傳感器設(shè)計的關(guān)鍵器件。選擇合適的PCB材料可確保毫米波雷達(dá)傳感器具有較高的穩(wěn)定性和性能一致性。

適用于77GHz毫米波雷達(dá)的PCB材料性能需要從這幾個方面考慮：首先是材料的電氣特性，這是設(shè)計雷達(dá)傳感器和選擇PCB材料的首要因素。選擇具有穩(wěn)定介電常數(shù)和超低損耗的PCB材料對于77GHz毫米波雷達(dá)的性能至關(guān)重要。穩(wěn)定的介電常數(shù)和損耗可以使收發(fā)天線獲得準(zhǔn)確的相位，從而提高天線增益和掃描角度或范圍，提高雷達(dá)探測和定位精度。PCB的介電常數(shù)和損耗性的穩(wěn)定性不僅要確保不同批次材料的穩(wěn)定性，也需要確保同一板內(nèi)的變化小，具有非常好的穩(wěn)定性。

PCB的材料所使用銅箔的表面粗糙度對會對電路的介電常數(shù)和損耗產(chǎn)生影響，越薄的材料上銅箔表面粗糙度對電路的影響越大。越粗糙的銅箔類型其自身粗糙度變化也就越大，也會造成的了介電常數(shù)和損耗的較大變化，影響電路的相位特性。其次需要考慮材料的可靠性。材料的可靠性不僅指材料在PCB加工中的疊合、受加工過程影響、過孔、銅箔結(jié)合力等方面具有高可靠性，還包括材料的長期可靠性。

線路板的材料的電氣性能是否隨著時間的增加仍能保持穩(wěn)定，是否能夠在不同的工作環(huán)境如不同溫度或濕度下仍能保持穩(wěn)定，這對于汽車?yán)走_(dá)傳感器的可靠性以及汽車ADAS系統(tǒng)應(yīng)用的重要性不言而喻。總的來說，對于77GHz雷達(dá)傳感器的天線設(shè)計，需要考慮選擇具有穩(wěn)定介電常數(shù)、具有超低損耗的材料，選擇更光滑的銅箔可進(jìn)一步降低電路損耗和減小介電常數(shù)容差變化；同時，材料要具有隨時間、溫度，濕度等外界工作環(huán)境而仍具有可靠的電氣性能和機(jī)械特性等特性。