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汽車(chē)?yán)走_(dá)線(xiàn)路板如何發(fā)揮作用呢？

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人氣：1042發(fā)布日期：2025-03-14 10:01【大中小】

我們知道，傳統(tǒng)的汽車(chē)其實(shí)就是純機(jī)械裝置，其所有的應(yīng)變操作都是由人發(fā)起的，而人的反應(yīng)全部來(lái)之于對(duì)環(huán)境的觀察與感知，看到行人踩剎車(chē)，感覺(jué)冷了開(kāi)空調(diào)。而在ADAS汽車(chē)發(fā)展中，單純的依靠駕駛員的感知應(yīng)變就顯得太“笨拙”，人類(lèi)由于自身生理的局限而無(wú)法對(duì)很多環(huán)境變化做到快速“感知”，從而也無(wú)法“及時(shí)”與“正確”的判斷與操作。汽車(chē)的“感知”器件正是幫助我們彌補(bǔ)人類(lèi)自身缺陷， “快速、準(zhǔn)確”的采集環(huán)境變化信號(hào)，從而能夠?qū)⑦@些信號(hào)傳到汽車(chē)的“大腦”進(jìn)行“判斷、決策”，最終全面解放駕駛員的“眼、手、腦”。

電路板廠講在當(dāng)前ADAS感知方案中，主流的器件有攝像頭視覺(jué)方案及毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)的感知方案三種。以下是三種感知器件的優(yōu)劣性：

在傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)中，由于其識(shí)別準(zhǔn)確率相對(duì)較低，且缺乏高度信息，因此毫米波雷達(dá)一直是作為輔助角色，然而隨著4D毫米波雷達(dá)的興起，其在相當(dāng)程度上解決了毫米波雷達(dá)分辨率低、缺乏高度信息的缺點(diǎn)，加之其本身不受天氣環(huán)境影響，穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，業(yè)界認(rèn)為毫米波雷達(dá)將成為ADAS感知中必不可少的主力產(chǎn)品。

汽車(chē)?yán)走_(dá)線(xiàn)路板是車(chē)輛雷達(dá)系統(tǒng)的核心組件，負(fù)責(zé)信號(hào)處理和目標(biāo)探測(cè)。其設(shè)計(jì)需滿(mǎn)足高可靠性、抗振動(dòng)和寬溫工作環(huán)境要求，同時(shí)具備優(yōu)異的電磁兼容性（EMC）性能。采用高頻材料和精密布局，確保雷達(dá)波束的精準(zhǔn)發(fā)射與接收，支持自動(dòng)駕駛和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）功能。

下面我們就以最新的4D毫米波雷達(dá)為例，了解毫米波雷達(dá)PCB如何起到信號(hào)收發(fā)的功能。如下圖示，毫米波雷達(dá)主要由以下四部分組成，分別是數(shù)字接口板及結(jié)構(gòu)件、射頻天線(xiàn)PCB、屏蔽罩和雷達(dá)天線(xiàn)罩。

其中我們PCB主要為數(shù)字板及與射頻天線(xiàn)板。數(shù)字板在信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻板完成基本轉(zhuǎn)換之后，會(huì)對(duì)射頻板收集的信息進(jìn)行計(jì)算，以確定被探測(cè)物體的距離、速度、角度等信息。其PCB大多4-6層，采用不同等級(jí)低損耗材料，在設(shè)計(jì)與加工工藝上無(wú)明顯特征屬性。因此，今天我們重點(diǎn)討論射頻天線(xiàn)PCB。

與其他普通PCB起到的信號(hào)傳輸作用不同的是，毫米波雷達(dá)天線(xiàn)PCB是作為一個(gè)信號(hào)接收/發(fā)射單元的存在。因此其性能好壞直接影響雷達(dá)性能的好壞。從以上射頻PCB的圖片我們看到，其關(guān)鍵組成部分就兩個(gè)，一個(gè)是由PCB表面線(xiàn)路及pad組成的饋電線(xiàn)路和發(fā)射/接收天線(xiàn)，如上圖2/1所標(biāo)。另外一個(gè)則為MMIC，如上圖3所標(biāo)，即毫米波芯片。其整體工作過(guò)程如下所述：MMIC調(diào)制毫米波信號(hào)，通過(guò)PCB饋電線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絇CB表面的pad天線(xiàn)后向空中傳輸毫米波信號(hào)，同時(shí)接收天線(xiàn)接收空中毫米波，通過(guò)饋電網(wǎng)絡(luò)由毫米波芯片進(jìn)行解調(diào)，最后將解調(diào)信號(hào)送入信號(hào)板中進(jìn)行計(jì)算。相比于傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)天線(xiàn)PCB只在水平方向設(shè)置天線(xiàn)，4D毫米波的發(fā)射/接收天線(xiàn)可通過(guò)MIMO技術(shù)形成虛擬通道，從而探測(cè)高度方向上的信息。上圖我們從MMIC可看到每個(gè)芯片都為3發(fā)4收天線(xiàn)，共4顆芯片級(jí)聯(lián)，也就是整個(gè)PCB共包括12條發(fā)射天線(xiàn)和16天接收天線(xiàn)。

汽車(chē)?yán)走_(dá)PCB通過(guò)集成高頻信號(hào)處理電路和天線(xiàn)系統(tǒng)，發(fā)射并接收電磁波，探測(cè)周?chē)矬w的距離、速度和方位。信號(hào)處理單元對(duì)反射波進(jìn)行分析，提取目標(biāo)信息，并將其傳輸至車(chē)輛控制系統(tǒng)。最終，這些數(shù)據(jù)用于實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航、碰撞預(yù)警、自動(dòng)緊急制動(dòng)等高級(jí)駕駛輔助功能，提升行車(chē)安全性和駕駛體驗(yàn)。

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