Частата сігналу пры ўжыванні аўтамабільных радараў вар'іруецца ад 30 да 300 ГГц, нават да 24 ГГц.З дапамогай розных функцый схемы гэтыя сігналы перадаюцца па розных тэхналогіях ліній перадачы, такіх як мікрапалоскавыя лініі, палоскавыя лініі, убудаваны ў падкладку хвалявод (SIW) і заземлены капланарны хвалявод (GCPW).Гэтыя тэхналогіі лініі перадачы (мал. 1) звычайна выкарыстоўваюцца на частотах мікрахвалевых хваль, а часам і на частотах міліметровых хваль.Патрабуюцца ламінатныя матэрыялы, якія спецыяльна выкарыстоўваюцца для гэтай высокай частаты.Мікрапалоскавая лінія, як самая простая і найбольш часта выкарыстоўваная тэхналогія ланцуга перадачы, можа дасягнуць высокага ўзроўню кваліфікацыі ланцуга, выкарыстоўваючы звычайную тэхналогію апрацоўкі ланцуга.Але калі частата павышаецца да міліметровай хвалі, гэта можа быць не лепшая лінія перадачы.Кожная лінія перадачы мае свае перавагі і недахопы.Напрыклад, хаця мікрапалоскавую лінію лёгка апрацоўваць, яна павінна вырашыць праблему вялікіх страт выпраменьвання пры выкарыстанні на частаце міліметровай хвалі.
Малюнак 1 Пры пераходзе на міліметровую частату хваль распрацоўшчыкам мікрахвалевых схем трэба сутыкнуцца з выбарам як мінімум з чатырох тэхналогій ліній перадачы на мікрахвалевай частаце
Хоць адкрытая структура мікрапалоскавай лініі зручная для фізічнага злучэння, яна таксама выкліча некаторыя праблемы на больш высокіх частотах.У мікрапалоскавай лініі перадачы электрамагнітныя (ЭМ) хвалі распаўсюджваюцца праз праваднік з матэрыялу схемы і дыэлектрычную падкладку, але некаторыя электрамагнітныя хвалі распаўсюджваюцца праз навакольнае паветра.З-за нізкага значэння Dk паветра эфектыўнае значэнне Dk ланцуга ніжэйшае, чым значэнне матэрыялу ланцуга, што неабходна ўлічваць пры мадэляванні ланцуга.У параўнанні з нізкім Dk, схемы з матэрыялаў з высокім Dk, як правіла, перашкаджаюць перадачы электрамагнітных хваль і зніжаюць хуткасць распаўсюджвання.Такім чынам, матэрыялы для ланцугоў з нізкім Dk звычайна выкарыстоўваюцца ў ланцугах міліметровых хваль.
Паколькі ў паветры прысутнічае пэўная ступень электрамагнітнай энергіі, мікрапалоскавая лінія будзе выпраменьваць вонкі ў паветра, падобна антэне.Гэта прывядзе да непатрэбных страт выпраменьвання ў ланцугу мікрапалоскавай лініі, і страты будуць павялічвацца з павелічэннем частаты, што таксама стварае праблемы для распрацоўшчыкаў схем, якія вывучаюць мікрапалоскавую лінію, каб абмежаваць страты выпраменьвання ў ланцугу.Каб паменшыць страты выпраменьвання, мікрапалоскавыя лініі могуць вырабляцца з матэрыялаў схемы з больш высокімі значэннямі Dk.Аднак павелічэнне Dk запавольвае хуткасць распаўсюджвання электрамагнітнай хвалі (адносна паветра), выклікаючы зрух фазы сігналу.Іншы метад - паменшыць страты выпраменьвання за кошт выкарыстання больш тонкіх матэрыялаў схемы для апрацоўкі мікрапалоскавых ліній.Аднак у параўнанні з больш тоўстымі матэрыяламі схемы, больш тонкія матэрыялы схемы больш успрымальныя да ўздзеяння шурпатасці паверхні меднай фальгі, што таксама прывядзе да пэўнага зруху фазы сігналу.
Нягледзячы на тое, што канфігурацыя ланцуга мікрапалоскавай лініі простая, ланцуг мікрапалоскавай лініі ў міліметровым дыяпазоне хваль патрабуе дакладнага кантролю допуску.Напрыклад, неабходна строга кантраляваць шырыню правадыра, і чым вышэй частата, тым больш жорсткім будзе допуск.Такім чынам, мікрапалоскавая лінія ў дыяпазоне частот міліметровых хваль вельмі адчувальная да змены тэхналогіі апрацоўкі, а таксама да таўшчыні дыэлектрычнага матэрыялу і медзі ў матэрыяле, і патрабаванні допуску для неабходнага памеру схемы вельмі строгія.
Паласковая лінія - гэта надзейная тэхналогія лініі перадачы, якая можа гуляць добрую ролю ў частаце міліметровых хваль.Аднак у параўнанні з мікрапалоскавай лініяй, паласкавы праваднік акружаны асяроддзем, таму няпроста падключыць раз'ём або іншыя парты ўводу/вываду да паласкавай лініі для перадачы сігналу.Паласкавую лінію можна разглядаць як разнавіднасць плоскага кааксіяльнага кабеля, у якім праваднік абгорнуты пластом дыэлектрыка, а затым пакрыты пластом.Гэтая структура можа забяспечыць высакаякасны эфект ізаляцыі ланцуга, захоўваючы пры гэтым распаўсюджванне сігналу ў матэрыяле ланцуга (а не ў навакольным паветры).Электрамагнітная хваля заўсёды распаўсюджваецца праз матэрыял схемы.Палоскавы ланцуг можна змадэляваць у адпаведнасці з характарыстыкамі матэрыялу ланцуга без уліку ўздзеяння электрамагнітных хваль у паветры.Аднак праваднік ланцуга, акружаны асяроддзем, уразлівы да зменаў у тэхналогіі апрацоўкі, і праблемы падачы сігналу ўскладняюць працу палоскавай лініі, асабліва пры ўмове меншага памеру раздыма на міліметровай частаце.Такім чынам, за выключэннем некаторых схем, якія выкарыстоўваюцца ў аўтамабільных радарах, палоскавыя лініі звычайна не выкарыстоўваюцца ў схемах міліметровых хваль.
Паколькі ў паветры прысутнічае пэўная ступень электрамагнітнай энергіі, мікрапалоскавая лінія будзе выпраменьваць вонкі ў паветра, падобна антэне.Гэта прывядзе да непатрэбных страт выпраменьвання ў ланцугу мікрапалоскавай лініі, і страты будуць павялічвацца з павелічэннем частаты, што таксама стварае праблемы для распрацоўшчыкаў схем, якія вывучаюць мікрапалоскавую лінію, каб абмежаваць страты выпраменьвання ў ланцугу.Каб паменшыць страты выпраменьвання, мікрапалоскавыя лініі могуць вырабляцца з матэрыялаў схемы з больш высокімі значэннямі Dk.Аднак павелічэнне Dk запавольвае хуткасць распаўсюджвання электрамагнітнай хвалі (адносна паветра), выклікаючы зрух фазы сігналу.Іншы метад - паменшыць страты выпраменьвання за кошт выкарыстання больш тонкіх матэрыялаў схемы для апрацоўкі мікрапалоскавых ліній.Аднак у параўнанні з больш тоўстымі матэрыяламі схемы, больш тонкія матэрыялы схемы больш успрымальныя да ўздзеяння шурпатасці паверхні меднай фальгі, што таксама прывядзе да пэўнага зруху фазы сігналу.
Нягледзячы на тое, што канфігурацыя ланцуга мікрапалоскавай лініі простая, ланцуг мікрапалоскавай лініі ў міліметровым дыяпазоне хваль патрабуе дакладнага кантролю допуску.Напрыклад, неабходна строга кантраляваць шырыню правадыра, і чым вышэй частата, тым больш жорсткім будзе допуск.Такім чынам, мікрапалоскавая лінія ў дыяпазоне частот міліметровых хваль вельмі адчувальная да змены тэхналогіі апрацоўкі, а таксама да таўшчыні дыэлектрычнага матэрыялу і медзі ў матэрыяле, і патрабаванні допуску для неабходнага памеру схемы вельмі строгія.
Паласковая лінія - гэта надзейная тэхналогія лініі перадачы, якая можа гуляць добрую ролю ў частаце міліметровых хваль.Аднак у параўнанні з мікрапалоскавай лініяй, паласкавы праваднік акружаны асяроддзем, таму няпроста падключыць раз'ём або іншыя парты ўводу/вываду да паласкавай лініі для перадачы сігналу.Паласкавую лінію можна разглядаць як разнавіднасць плоскага кааксіяльнага кабеля, у якім праваднік абгорнуты пластом дыэлектрыка, а затым пакрыты пластом.Гэтая структура можа забяспечыць высакаякасны эфект ізаляцыі ланцуга, захоўваючы пры гэтым распаўсюджванне сігналу ў матэрыяле ланцуга (а не ў навакольным паветры).Электрамагнітная хваля заўсёды распаўсюджваецца праз матэрыял схемы.Палоскавы ланцуг можна змадэляваць у адпаведнасці з характарыстыкамі матэрыялу ланцуга без уліку ўздзеяння электрамагнітных хваль у паветры.Аднак праваднік ланцуга, акружаны асяроддзем, уразлівы да зменаў у тэхналогіі апрацоўкі, і праблемы падачы сігналу ўскладняюць працу палоскавай лініі, асабліва пры ўмове меншага памеру раздыма на міліметровай частаце.Такім чынам, за выключэннем некаторых схем, якія выкарыстоўваюцца ў аўтамабільных радарах, палоскавыя лініі звычайна не выкарыстоўваюцца ў схемах міліметровых хваль.
Малюнак 2 Канструкцыя і мадэляванне правадыра ланцуга GCPW мае прамавугольную форму (малюнак вышэй), але праваднік апрацаваны ў форму трапецыі (малюнак ніжэй), што па-рознаму ўплывае на частату міліметровай хвалі.
Для многіх новых прыкладанняў схем міліметровых хваль, якія адчувальныя да фазавай характарыстыкі сігналу (напрыклад, аўтамабільны радар), прычыны неадпаведнасці фаз павінны быць зведзены да мінімуму.Схема GCPW частоты міліметровай хвалі ўразлівая да змен у матэрыялах і тэхналогіі апрацоўкі, у тым ліку да змяненняў значэння Dk матэрыялу і таўшчыні падкладкі.Па-другое, на прадукцыйнасць схемы можа паўплываць таўшчыня меднага правадніка і шурпатасць паверхні меднай фальгі.Такім чынам, таўшчыня меднага правадніка павінна быць у межах строгага допуску, а шурпатасць паверхні меднай фальгі павінна быць зведзена да мінімуму.Па-трэцяе, выбар пакрыцця паверхні ланцуга GCPW таксама можа паўплываць на характарыстыкі ланцуга міліметровай хвалі.Напрыклад, схема з хімічным нікелевым золатам мае большыя страты нікеля, чым медзь, а нікеляваны павярхоўны пласт павялічыць страты GCPW або мікрапалоскавай лініі (малюнак 3).Нарэшце, з-за малой даўжыні хвалі змяненне таўшчыні пакрыцця таксама прывядзе да змены фазавай характарыстыкі, а ўплыў GCPW большы, чым мікрапалоскавай лініі.
Малюнак 3 Мікрапалоскавая лінія і ланцуг GCPW, паказаныя на малюнку, выкарыстоўваюць адзін і той жа матэрыял схемы (ламінат RO4003C™ Rogers таўшчынёй 8 міляў), уплыў ENIG на ланцуг GCPW значна большы, чым на мікрапалоскавую лінію на частаце міліметровых хваль.
Час публікацыі: 5 кастрычніка 2022 г
