على مدى العقد الماضي، تطور رادار الموجات المليمترية من مستشعر متخصص في عدد قليل من المركبات الفاخرة إلى بنية تحتية إدراكية بالغة الأهمية في المركبات الذكية. فمن نظام تثبيت السرعة التكيفي ونظام الكبح التلقائي في حالات الطوارئ، إلى أنظمة الملاحة عالية السرعة التي تعمل بالقيادة الآلية وأنظمة مساعدة القيادة في المدن، يلعب رادار الموجات المليمترية دورًا محوريًا في إدراك بيئة المركبة.
مع تزايد الطلب على أنظمة مساعدة السائق المتقدمة، تشهد أنظمة الرادار نفسها تطورًا مستمرًا. فقد حلت رادارات التصوير رباعية الأبعاد تدريجيًا محل الرادارات ثنائية الأبعاد القديمة، وهي قادرة على توفير معلومات المدى والسرعة والسمت والارتفاع في آنٍ واحد، مما يفرض متطلبات أكثر صرامة على مسافة الكشف والدقة الزاوية وقدرات تحديد الأهداف. وإلى جانب التحسينات في قوة معالجة الرقائق الإلكترونية وتطور الخوارزميات، برز تصميم نظام الهوائيات كعامل رئيسي في تمكين هذه التحسينات في الأداء. فعلى سبيل المثال، يحقق رادار التصوير عالي الدقة ARS540 من شركة كونتيننتال مدى كشف يصل إلى 300 متر تقريبًا من خلال مصفوفات هوائيات عالية الكثافة، ويتتبع في الوقت نفسه مئات الأهداف. أما محليًا، فتستفيد منتجات رادار الموجات المليمترية رباعية الأبعاد من الجيل التالي من هوائيات المصفوفات واسعة النطاق وهياكل الموجهات الموجية المحسّنة لتعزيز التعرف على الأهداف بعيدة المدى، مما يتيح الكشف المبكر عن المركبات والحواجز الواقية والعوائق الثابتة. وخلف هذه التطورات، برز اتجاه واضح: تعتمد رادارات الموجات المليمترية عالية الأداء بشكل متزايد على بنى هوائيات الموجهات الموجية.
في أنظمة رادار الموجات المليمترية، يُعدّ الهوائي مسؤولاً عن كلٍّ من إرسال واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية، مما يؤثر بشكل مباشر على مدى الكشف، والدقة الزاوية، وجودة الإشارة. اعتمدت التصاميم المبكرة لرادار الموجات المليمترية بشكل أساسي على هوائيات الميكروستريب المصنوعة من لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) نظرًا لبساطتها، وانخفاض تكلفتها، وسهولة إنتاجها على نطاق واسع. مع ذلك، ومع ارتفاع ترددات الرادار إلى 77 جيجاهرتز وما فوق، بدأت تظهر قيود هوائيات لوحات الدوائر المطبوعة. تُسبب الخصائص العازلة لمواد لوحات الدوائر المطبوعة خسائر في الانتشار عند ترددات الموجات المليمترية، مما يُقلل من طاقة الإشارة، بينما تُحدّ القيود المفروضة على كفاءة الإشعاع وقدرات تشكيل الحزمة من أداء النظام.
على النقيض من ذلك، تقوم هوائيات الموجات الدليلية بتوجيه الموجات الكهرومغناطيسية عبر هياكل معدنية، مما يقلل بشكل كبير من فقدان الانتشار ويحقق كفاءة إشعاع أعلى. ونتيجة لذلك، برزت هوائيات الموجات الدليلية كحل مفضل للأنظمة التي تتطلب نطاق كشف ممتد ودقة زاوية عالية. ومع ذلك، فإن الانتشار الواسع لاستخدام الموجات الدليلية يطرح تحديات تصنيعية جديدة.
على عكس هوائيات لوحات الدوائر المطبوعة، تُعد هوائيات الموجات الدليلية هياكل كهرومغناطيسية معدنية دقيقة. ويتأثر انتشار الموجات داخل الموجة الدليلية بشدة بدقة أبعاد التجويف والتوصيلية الداخلية. ويمكن أن تؤدي الانحرافات في أبعاد الموجة الدليلية أو خشونة سطحها إلى انخفاض الكسب، وانحراف اتجاه الشعاع، وزيادة فقد الإشارة، مما يؤثر في النهاية على مسافة كشف الرادار والتعرف على الأهداف. وتعتمد عمليات التصنيع التقليدية على التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أو طحن المعادن، مما يضمن أداءً كهرومغناطيسيًا دقيقًا، ولكنه يواجه قيودًا كبيرة في التكلفة وقابلية التوسع. وتتطلب هياكل الموجات المليمترية، التي غالبًا ما لا يتجاوز حجمها بضعة ملليمترات مع تفاوتات تصل إلى عشرات الميكرونات، آلات متطورة وتحكمًا دقيقًا في العمليات. وتناسب عمليات التصنيع الميكانيكية الإنتاج على نطاق صغير، ولكنها تصبح باهظة التكلفة بالنسبة لرادارات السيارات أو أجهزة الاستشعار الاستهلاكية الموجهة للسوق الشامل.
لتحقيق التوازن بين الأداء الكهرومغناطيسي العالي وسهولة التصنيع، استكشفت الصناعة هوائيات الموجات الموجهة المعدنية. ويتمثل المفهوم الأساسي في فصل عملية تشكيل الهيكل عن التوصيل الكهربائي. فبدلاً من تشكيل الكتلة المعدنية بأكملها، يعتمد هذا النهج على "تشكيل الهيكل + طلاء السطح بالمعدن".
في البداية، يُشكّل تجويف الموجه الموجي باستخدام قولبة الحقن، أو قولبة الضغط، أو التصنيع الإضافي باستخدام البلاستيك الهندسي أو البوليمرات عالية الأداء، مما يوفر مرونةً وملاءمةً للإنتاج بكميات كبيرة. بعد تصنيع الهيكل، تُطبّق معالجة مسبقة للسطح - كالتنظيف، أو التخشين، أو التنشيط الكيميائي - لتعزيز التصاق المعدن. ثم يُحوّل الترسيب اللاحق لطبقة موصلة متصلة، عبر الترسيب الفيزيائي للبخار، أو الطلاء الكهربائي، أو الطلاء الكيميائي، باستخدام النحاس، أو النيكل، أو الفضة عادةً، الهيكل إلى موجه موجي موصل منخفض الفقد. وقد تخضع مناطق رئيسية، مثل فتحات الإشعاع أو مناطق التداخل، لعملية تمعدن موضعي أو تشكيل دقيق لتحسين الأداء الكهرومغناطيسي.
يُحافظ هذا النهج القائم على "الهيكلة والتغطية المعدنية" على الأداء العالي للموجات الدليلية التقليدية، مع تمكين إنتاج مرن وفعّال. تسمح المكونات المصبوبة بالحقن بالتصنيع السريع بكميات كبيرة، مما يُقلل التكاليف؛ وتُقلل الركائز البلاستيكية الوزن، مما يدعم تخفيف وزن السيارات، وتُسهّل الطباعة ثلاثية الأبعاد الأشكال الهندسية المعقدة، مما يُحسّن تصميم مصفوفات الهوائيات واسعة النطاق. تُحقق هذه الطريقة توازنًا ناجحًا بين الكفاءة الكهرومغناطيسية، وسهولة التصنيع، والتحكم في التكلفة، مما يجعل هوائيات الموجات الدليلية المعدنية أكثر شيوعًا في منتجات رادار الموجات المليمترية.
تُقدّم شركة Zhihua Vacuum حلولاً شاملة للتصنيع الذكي لهوائيات الموجات الرادارية المعدنية ذات الموجات المليمترية. يُمكّن خط إنتاج الطلاء الأفقي المستمر، القائم على الترسيب الفراغي، من ترسيب طبقتين أو أكثر من المعدن في دورة فراغية واحدة بدقة عالية واتساق تام. وبالمقارنة مع طباعة الأقطاب الكهربائية الفضية التقليدية، تُحسّن أقطاب النحاس المُرسبة بالترسيب المغناطيسي الموصلية والموثوقية ومقاومة الكبرتة مع خفض التكلفة. كما يضمن التشغيل الآلي والتوافق مع مختلف أحجام السيراميك إنتاجية عالية للإنتاج الضخم. وبفضل خبرتها التي تزيد عن 30 عامًا في تقنيات الطلاء الفراغي، بما في ذلك الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) والترسيب الكيميائي للبخار المُعزز بالبلازما (PECVD) والترسيب الذري الطبقي (ALD)، تُقدّم Zhihua Vacuum تكاملاً مُخصصًا وسريًا للعمليات، بدءًا من البحث والتطوير وصولاً إلى الإنتاج الضخم.
مع تطور تقنيات القيادة الذاتية والاستشعار الذكي، تتزايد متطلبات أداء رادارات الموجات المليمترية. ويعكس التطور من هوائيات الميكروستريب المطبوعة على لوحات الدوائر المطبوعة إلى هوائيات الموجات الدليلية، وصولاً إلى هياكل الموجات الدليلية المعدنية، الدور المحوري لتقنية تصنيع الهوائيات. فمن خلال فصل التكوين الهيكلي عن الوظيفة الموصلة، تحقق هوائيات الموجات الدليلية المعدنية أداءً كهرومغناطيسيًا عاليًا وكفاءة إنتاجية عالية، مما يوفر مرونة في تصميمات رادارات المصفوفات المعقدة. ومع تقدم علوم المواد وتقنيات التصنيع، يُتوقع أن يلعب هذا النهج دورًا حيويًا متزايدًا في أنظمة رادارات الموجات المليمترية المستقبلية.
نُشرت هذه المقالة بواسطةمصنع معدات الطلاء بالتفريغمكنسة كهربائية من شركة Zhenhua
تاريخ النشر: 27 مارس 2026