Během posledního desetiletí se milimetrový (mmWave) radar vyvinul z okrajového senzoru v několika málo luxusních vozidlech na kritickou percepční infrastrukturu v inteligentních vozidlech. Od adaptivního tempomatu (ACC) a automatického nouzového brzdění (AEB) až po stále rozšířenější vysokorychlostní navigaci na autopilota (NOA) a asistenční systémy pro řízení ve městě hraje milimetrový (mmWave) radar klíčovou roli ve vnímání okolí vozidla.
S rostoucí poptávkou po pokročilých asistenčních systémech pro řidiče procházejí samotné radarové systémy neustálým vývojem. Rané dvourozměrné radary byly postupně nahrazovány 4D zobrazovacími radary schopnými současně poskytovat informace o vzdálenosti, rychlosti, azimutu a výšce, což klade přísnější požadavky na detekční vzdálenost, úhlové rozlišení a schopnosti identifikace cílů. Kromě vylepšení výkonu čipů a sofistikovanosti algoritmů se klíčovým faktorem umožňujícím tato vylepšení výkonu stal návrh anténního systému. Například zobrazovací radar s vysokým rozlišením ARS540 od společnosti Continental dosahuje detekčního dosahu téměř 300 metrů díky anténním soustavám s vysokou hustotou a současně sleduje stovky cílů. Na domácím trhu využívají 4D mmWave radarové produkty nové generace rozsáhlé anténní soustavy a optimalizované vlnovodné struktury ke zlepšení rozpoznávání cílů na velké vzdálenosti, což umožňuje dřívější detekci vozidel, svodidel a stacionárních překážek. Za tímto pokrokem se objevil jasný trend: vysoce výkonné mmWave radary stále častěji zavádějí architektury vlnovodových antén.
V radarových systémech mmWave je anténa zodpovědná jak za vyzařování, tak za příjem elektromagnetických vln, což přímo ovlivňuje dosah detekce, úhlové rozlišení a věrnost signálu. Rané konstrukce radarů mmWave převážně používaly mikropáskové antény s plošnými spoji (PCB) kvůli jejich jednoduchosti, nízkým nákladům a snadné velkovýrobě. S rostoucími radarovými frekvencemi na 77 GHz a výše se však stávají zřejmými omezení antén s plošnými spoji. Dielektrické vlastnosti materiálů PCB způsobují ztráty šířením na mmvlnných frekvencích, což snižuje energii signálu, zatímco omezení v účinnosti záření a schopnostech tvarování paprsku omezují výkon systému.
Vlnovodové antény naopak vedou elektromagnetické vlny kovovými strukturami, čímž podstatně snižují ztráty šířením a dosahují vyšší vyzařovací účinnosti. V důsledku toho se vlnovodové antény staly preferovaným řešením pro systémy vyžadující rozšířený detekční dosah a jemné úhlové rozlišení. Široké rozšíření vlnovodů však s sebou nese nové výrobní výzvy.
Na rozdíl od antén na deskách plošných spojů jsou vlnovodové antény přesné kovové elektromagnetické struktury. Šíření vln ve vlnovodu je vysoce citlivé na rozměrovou přesnost dutiny a vnitřní vodivost. Odchylky v rozměrech vlnovodu nebo drsnosti povrchu mohou snížit zisk, vychýlit směr paprsku a zvýšit ztrátu signálu, což v konečném důsledku ovlivňuje detekční vzdálenost radaru a rozpoznání cíle. Tradiční výroba se spoléhá na CNC obrábění nebo frézování kovů, což zajišťuje přesný elektromagnetický výkon, ale čelí značným omezením v nákladech a škálovatelnosti. Struktury s milimetrovými vlnami, často o velikosti jen několika milimetrů s tolerancemi desítek mikronů, vyžadují sofistikované stroje a jemné řízení procesu. Mechanické obrábění je vhodné pro malosériovou výrobu, ale stává se nedostupným pro masovou automobilovou výrobu nebo spotřebitelské senzory.
Aby se sladil vysoký elektromagnetický výkon s vyrobitelností, průmysl zkoumal metalizované vlnovodové antény. Základní koncepcí je oddělení strukturálního tvaru od elektrického vedení. Místo obrábění celého kovového bloku tento přístup využívá „strukturální tvar + povrchovou metalizaci“.
Dutina vlnovodu se nejprve vytvoří vstřikováním, kompresním lisováním nebo aditivní výrobou z technických plastů nebo vysoce výkonných polymerů, což nabízí flexibilitu a vhodnost pro velkoobjemovou výrobu. Po konstrukci se pro zvýšení adheze kovu aplikuje předúprava povrchu – čištění, zdrsnění nebo chemická aktivace. Následné nanesení souvislé vodivé vrstvy pomocí PVD, galvanického pokovování nebo bezproudového pokovování, obvykle mědí, niklem nebo stříbrem, přemění strukturu na vodivý vlnovod s nízkými ztrátami. Klíčové oblasti, jako jsou vyzařovací otvory nebo oblasti rozhraní, mohou být lokalizovány metalizací nebo jemným obráběním pro optimalizaci elektromagnetického výkonu.
Tento přístup „struktura + metalizace“ si zachovává vysoký výkon tradičních vlnovodů a zároveň umožňuje flexibilní a efektivní výrobu. Vstřikované komponenty umožňují rychlou hromadnou výrobu a snižují náklady; plastové substráty snižují hmotnost, což podporuje odlehčení automobilů, a 3D tisk usnadňuje složité geometrie a vylepšuje konstrukci rozsáhlých anténních polí. Tato metoda úspěšně vyvažuje elektromagnetickou účinnost, vyrobitelnost a kontrolu nákladů, díky čemuž jsou metalizované vlnovodové antény stále rozšířenější v mmWave radarových produktech.
Společnost Zhihua Vacuum poskytuje komplexní řešení pro inteligentní výrobu metalizovaných mmWave radarových vlnovodových antén. Jejich horizontální kontinuální výrobní linka na povlakování, založená na vakuovém naprašování, dosahuje dvou nebo vícevrstvé kovové depozice v jediném vakuovém cyklu s přesnou kontrolou a konzistencí. Ve srovnání s tradičním tiskem stříbrnými elektrodami zlepšují magnetronově naprašované měděné elektrody vodivost, spolehlivost a odolnost proti sulfuraci a zároveň snižují náklady. Automatizovaná manipulace a kompatibilita s různými velikostmi keramiky zajišťují vysokou propustnost pro hromadnou výrobu. Společnost Zhihua Vacuum s více než 30 lety zkušeností v technologiích vakuového povlakování, včetně PVD, PECVD a ALD, nabízí přizpůsobenou a důvěrnou integraci procesů od výzkumu a vývoje až po hromadnou výrobu.
S rozvojem technologií autonomního řízení a inteligentního snímání neustále rostou nároky na výkon mmWave radaru. Vývoj od mikropáskových antén na plošných spojích k vlnovodovým anténám a nyní k metalizovaným vlnovodovým strukturám odráží klíčovou roli technologie výroby antén. Oddělením strukturální formování od vodivé funkčnosti dosahují metalizované vlnovodové antény jak vysokého elektromagnetického výkonu, tak efektivity výroby, což nabízí flexibilitu pro návrhy komplexních radarových soustav. S pokrokem materiálové vědy a výrobních technik je tento přístup připraven hrát stále důležitější roli v budoucích mmWave radarových systémech.
-Tento článek byl publikovánvýrobce zařízení pro vakuové lakováníZhenhua Vakuum
Čas zveřejnění: 27. března 2026