در طول دهه گذشته، رادار موج میلیمتری (mmWave) از یک حسگر خاص در چند خودروی لوکس به یک زیرساخت ادراکی حیاتی در خودروهای هوشمند تبدیل شده است. از کروز کنترل تطبیقی (ACC) و ترمز اضطراری خودکار (AEB) گرفته تا ناوبری پرسرعت با خلبان خودکار (NOA) و دستیار رانندگی شهری که به طور فزایندهای رایج شدهاند، رادار موج میلیمتری نقش محوری در ادراک محیط خودرو ایفا میکند.
با افزایش تقاضا برای سیستمهای پیشرفته کمک راننده، خود سیستمهای راداری نیز در حال تکامل مداوم هستند. رادارهای دوبعدی اولیه به تدریج با رادارهای تصویربرداری چهاربعدی جایگزین شدهاند که قادر به ارائه همزمان اطلاعات برد، سرعت، آزیموت و ارتفاع هستند و الزامات سختگیرانهتری را در مورد فاصله تشخیص، وضوح زاویهای و قابلیتهای شناسایی هدف اعمال میکنند. فراتر از پیشرفت در قدرت پردازش تراشه و پیچیدگی الگوریتم، طراحی سیستم آنتن به عنوان یک عامل کلیدی در ایجاد این پیشرفتهای عملکردی ظهور کرده است. به عنوان مثال، رادار تصویربرداری با وضوح بالای ARS540 شرکت کانتیننتال از طریق آرایههای آنتن با چگالی بالا به برد تشخیص نزدیک به 300 متر دست مییابد و همزمان صدها هدف را ردیابی میکند. در داخل کشور، محصولات رادار موج میلیمتری چهاربعدی نسل بعدی از آنتنهای آرایهای در مقیاس بزرگ و ساختارهای موجبر بهینه شده برای افزایش تشخیص هدف در برد بلند استفاده میکنند و امکان تشخیص زودهنگام وسایل نقلیه، گاردریلها و موانع ثابت را فراهم میکنند. در پشت این پیشرفتها، یک روند واضح پدیدار شده است: رادارهای موج میلیمتری با کارایی بالا به طور فزایندهای در حال اتخاذ معماری آنتنهای موجبر هستند.
در سیستمهای رادار mmWave، آنتن مسئول انتشار و دریافت امواج الکترومغناطیسی است که مستقیماً بر برد تشخیص، وضوح زاویهای و وفاداری سیگنال تأثیر میگذارد. طرحهای اولیه رادار mmWave عمدتاً از آنتنهای میکرواستریپ PCB به دلیل سادگی، هزینه کم و سهولت تولید در مقیاس بزرگ استفاده میکردند. با این حال، با افزایش فرکانسهای رادار به 77 گیگاهرتز و فراتر از آن، محدودیتهای آنتنهای PCB آشکار میشود. خواص دیالکتریک مواد PCB باعث ایجاد تلفات انتشار در فرکانسهای mmWave میشود و انرژی سیگنال را کاهش میدهد، در حالی که محدودیتهایی در راندمان تابش و قابلیتهای شکلدهی پرتو، عملکرد سیستم را محدود میکند.
در مقابل، آنتنهای موجبر، امواج الکترومغناطیسی را از طریق ساختارهای فلزی هدایت میکنند و به طور قابل توجهی تلفات انتشار را کاهش داده و به راندمان تابشی بالاتری دست مییابند. در نتیجه، برای سیستمهایی که نیاز به برد تشخیص گسترده و وضوح زاویهای خوب دارند، آنتنهای موجبر به عنوان یک راه حل ترجیحی ظهور کردهاند. با این حال، استفاده گسترده از موجبرها چالشهای جدیدی را در تولید ایجاد میکند.
برخلاف آنتنهای PCB، آنتنهای موجبر، ساختارهای الکترومغناطیسی فلزی دقیقی هستند. انتشار موج در موجبر به دقت ابعادی حفره و رسانایی داخلی بسیار حساس است. انحراف در ابعاد موجبر یا زبری سطح میتواند باعث کاهش بهره، انحراف جهت پرتو و افزایش تلفات سیگنال شود و در نهایت بر فاصله تشخیص رادار و تشخیص هدف تأثیر بگذارد. ساخت سنتی به ماشینکاری CNC یا فرزکاری فلز متکی است که عملکرد الکترومغناطیسی دقیقی را تضمین میکند اما با محدودیتهای قابل توجهی در هزینه و مقیاسپذیری مواجه است. ساختارهای موج میلیمتری، که اغلب تنها چند میلیمتر اندازه دارند و تلرانس آنها دهها میکرون است، به ماشینآلات پیشرفته و کنترل دقیق فرآیند نیاز دارند. ماشینکاری مکانیکی برای تولید در مقیاس کوچک مناسب است اما برای رادارهای خودرو یا حسگرهای مصرفی در بازار انبوه، مانع ایجاد میکند.
برای تطبیق عملکرد الکترومغناطیسی بالا با قابلیت تولید، صنعت آنتنهای موجبر فلزیشده را بررسی کرده است. مفهوم اساسی، جداسازی شکلگیری ساختاری از رسانایی الکتریکی است. در این رویکرد، به جای ماشینکاری کل بلوک فلزی، از «شکلگیری ساختار + فلزکاری سطح» استفاده میشود.
در ابتدا، حفره موجبر با استفاده از قالبگیری تزریقی، قالبگیری فشاری یا تولید افزایشی با پلاستیکهای مهندسی یا پلیمرهای با کارایی بالا تشکیل میشود که انعطافپذیری و مناسب بودن برای تولید با حجم بالا را ارائه میدهد. پس از ساخت سازه، پیشپردازش سطح - تمیز کردن، زبر کردن یا فعالسازی شیمیایی - برای افزایش چسبندگی فلز اعمال میشود. رسوب بعدی یک لایه رسانای پیوسته، از طریق PVD، آبکاری الکتریکی یا آبکاری بدون الکترولیز، معمولاً با مس، نیکل یا نقره، ساختار را به یک موجبر رسانای کم تلفات تبدیل میکند. نواحی کلیدی مانند روزنههای تابشی یا نواحی رابط ممکن است برای بهینهسازی عملکرد الکترومغناطیسی، فلزکاری موضعی یا ماشینکاری دقیق دریافت کنند.
این رویکرد «ساختار + فلزکاری» عملکرد بالای موجبرهای سنتی را حفظ میکند و در عین حال تولید انعطافپذیر و کارآمد را امکانپذیر میسازد. اجزای قالبگیری تزریقی امکان ساخت انبوه سریع را فراهم میکنند و هزینهها را کاهش میدهند؛ زیرلایههای پلاستیکی وزن را کاهش میدهند و از سبکسازی خودرو پشتیبانی میکنند و چاپ سهبعدی هندسههای پیچیده را تسهیل میکند و طراحی آرایههای آنتن در مقیاس بزرگ را بهبود میبخشد. این روش با موفقیت بین راندمان الکترومغناطیسی، قابلیت ساخت و کنترل هزینه تعادل برقرار میکند و باعث میشود آنتنهای موجبر فلزی به طور فزایندهای در محصولات رادار mmWave رایج شوند.
شرکت Zhihua Vacuum راهکارهای جامعی برای تولید هوشمند آنتنهای موجبر راداری mmWave متالیزه ارائه میدهد. خط تولید پوششدهی افقی پیوسته آنها، مبتنی بر پاشش در خلاء، رسوب فلزی دو یا چند لایه را در یک چرخه خلاء با کنترل و ثبات دقیق به دست میآورد. در مقایسه با چاپ الکترود نقره سنتی، الکترودهای مسی پاشش شده با مگنترون، رسانایی، قابلیت اطمینان و عملکرد ضد سولفوراسیون را افزایش میدهند و در عین حال هزینه را کاهش میدهند. جابجایی خودکار و سازگاری با اندازههای مختلف سرامیک، توان عملیاتی بالا را برای تولید انبوه تضمین میکند. Zhihua Vacuum با بیش از 30 سال سابقه در فناوریهای پوششدهی در خلاء، از جمله PVD، PECVD و ALD، یکپارچهسازی فرآیند سفارشی و محرمانه را از تحقیق و توسعه تا تولید انبوه ارائه میدهد.
با پیشرفت فناوریهای رانندگی خودکار و حسگرهای هوشمند، تقاضا برای عملکرد رادار mmWave همچنان رو به افزایش است. تکامل از آنتنهای میکرواستریپ PCB به آنتنهای موجبر و اکنون به ساختارهای موجبر فلزی، نقش حیاتی فناوری ساخت آنتن را نشان میدهد. با جداسازی ساختار ساختاری از عملکرد رسانایی، آنتنهای موجبر فلزی به عملکرد الکترومغناطیسی بالا و راندمان تولید دست مییابند و انعطافپذیری را برای طرحهای پیچیده رادار آرایهای ارائه میدهند. با پیشرفت علم مواد و تکنیکهای ساخت، این رویکرد آماده است تا نقش حیاتی فزایندهای در سیستمهای رادار mmWave آینده ایفا کند.
-این مقاله توسط ... منتشر شده استتولیدکننده تجهیزات پوششدهی در خلاءخلاء ژنهوا
زمان ارسال: ۲۷ مارس ۲۰۲۶