За последнее десятилетие миллиметровый радар (ммВ) эволюционировал из нишевого датчика в нескольких автомобилях высокого класса в важнейшую инфраструктуру восприятия окружающей среды в интеллектуальных транспортных средствах. От адаптивного круиз-контроля (ACC) и автоматического экстренного торможения (AEB) до все более распространенной высокоскоростной навигации на автопилоте (NOA) и систем помощи при движении в городских условиях, миллиметровый радар играет ключевую роль в восприятии окружающей среды транспортным средством.
По мере роста спроса на передовые системы помощи водителю, сами радиолокационные системы постоянно эволюционируют. Ранние двухмерные радары постепенно были заменены 4D-радарами, способными одновременно предоставлять информацию о дальности, скорости, азимуте и угле места, что предъявляет более строгие требования к дальности обнаружения, угловому разрешению и возможностям идентификации целей. Помимо повышения вычислительной мощности чипов и сложности алгоритмов, конструкция антенной системы стала ключевым фактором, обеспечивающим эти улучшения характеристик. Например, высокоразрешающий радиолокатор ARS540 компании Continental обеспечивает дальность обнаружения почти 300 метров благодаря высокоплотным антенным решеткам, одновременно отслеживая сотни целей. В стране в радиолокационных системах 4D mmWave следующего поколения используются крупномасштабные антенные решетки и оптимизированные волноводные структуры для повышения точности распознавания целей на больших расстояниях, что позволяет раньше обнаруживать транспортные средства, ограждения и стационарные препятствия. За этими достижениями вырисовывается четкая тенденция: высокопроизводительные радары mmWave все чаще используют волноводные антенные архитектуры.
В радиолокационных системах миллиметрового диапазона антенна отвечает как за излучение, так и за прием электромагнитных волн, напрямую влияя на дальность обнаружения, угловое разрешение и точность сигнала. В ранних конструкциях радиолокационных систем миллиметрового диапазона преимущественно использовались микрополосковые антенны на печатных платах из-за их простоты, низкой стоимости и легкости крупномасштабного производства. Однако по мере повышения частоты радаров до 77 ГГц и выше становятся очевидными ограничения антенн на печатных платах. Диэлектрические свойства материалов печатных плат приводят к потерям при распространении на частотах миллиметрового диапазона, снижая энергию сигнала, а ограничения в эффективности излучения и возможностях формирования луча ограничивают производительность системы.
В отличие от них, волноводные антенны направляют электромагнитные волны через металлические конструкции, существенно снижая потери при распространении и обеспечивая более высокую эффективность излучения. Следовательно, для систем, требующих увеличенной дальности обнаружения и высокого углового разрешения, волноводные антенны стали предпочтительным решением. Однако широкое распространение волноводов создает новые производственные проблемы.
В отличие от антенн на печатных платах, волноводные антенны представляют собой прецизионные металлические электромагнитные структуры. Распространение волн внутри волновода очень чувствительно к точности размеров полости и внутренней проводимости. Отклонения в размерах волновода или шероховатости поверхности могут ухудшить усиление, отклонить направление луча и увеличить потери сигнала, что в конечном итоге влияет на дальность обнаружения радаром и распознавание целей. Традиционное изготовление основано на обработке на станках с ЧПУ или фрезеровании металла, что обеспечивает точные электромагнитные характеристики, но сталкивается со значительными ограничениями по стоимости и масштабируемости. Миллиметровые волновые структуры, часто размером всего в несколько миллиметров с допусками в десятки микрон, требуют сложного оборудования и точного контроля процесса. Механическая обработка подходит для мелкосерийного производства, но становится нецелесообразной для массового производства автомобильных радаров или потребительских датчиков.
Для того чтобы согласовать высокие электромагнитные характеристики с технологичностью производства, в отрасли были разработаны металлизированные волноводные антенны. Основная концепция заключается в разделении структурного устройства и электрической проводимости. Вместо механической обработки всего металлического блока используется подход «структурное устройство + металлизация поверхности».
Первоначально волноводная полость формируется с помощью литья под давлением, компрессионного формования или аддитивного производства из конструкционных пластиков или высокоэффективных полимеров, что обеспечивает гибкость и пригодность для крупномасштабного производства. После изготовления конструкции применяется предварительная обработка поверхности — очистка, придание шероховатости или химическая активация — для улучшения адгезии металла. Последующее нанесение сплошного проводящего слоя методом PVD, электроосаждения или химического осаждения, обычно с использованием меди, никеля или серебра, преобразует структуру в проводящий волновод с низкими потерями. Ключевые области, такие как излучающие отверстия или области интерфейса, могут подвергаться локальной металлизации или тонкой механической обработке для оптимизации электромагнитных характеристик.
Этот подход «структура + металлизация» сохраняет высокие характеристики традиционных волноводов, обеспечивая при этом гибкое и эффективное производство. Компоненты, изготовленные методом литья под давлением, позволяют быстро производить их в больших количествах, снижая затраты; пластиковые подложки уменьшают вес, способствуя облегчению конструкции в автомобилестроении, а 3D-печать упрощает создание сложных геометрических форм, улучшая проектирование крупномасштабных антенных решеток. Метод успешно обеспечивает баланс между электромагнитной эффективностью, технологичностью и контролем затрат, что делает металлизированные волноводные антенны все более распространенными в радиолокационных устройствах миллиметрового диапазона.
Компания Zhihua Vacuum предлагает комплексные решения для интеллектуального производства металлизированных волноводных антенн для миллиметровых волн. Их горизонтальная линия непрерывного нанесения покрытий, основанная на вакуумном распылении, обеспечивает двух- или многослойное осаждение металла за один вакуумный цикл с точным контролем и стабильностью. По сравнению с традиционной печатью серебряных электродов, медные электроды, нанесенные методом магнетронного распыления, повышают проводимость, надежность и устойчивость к сульфатации, одновременно снижая стоимость. Автоматизированная обработка и совместимость с различными размерами керамических элементов обеспечивают высокую производительность для массового производства. Обладая более чем 30-летним опытом в области вакуумных технологий нанесения покрытий, включая PVD, PECVD и ALD, Zhihua Vacuum предлагает индивидуальную, конфиденциальную интеграцию процессов от исследований и разработок до массового производства.
По мере развития технологий автономного вождения и интеллектуального зондирования требования к характеристикам миллиметровых радиолокационных систем продолжают расти. Эволюция от микрополосковых антенн на печатных платах к волноводным антеннам, а теперь и к металлизированным волноводным структурам, отражает решающую роль технологии производства антенн. Разделяя структурную основу и проводящую функциональность, металлизированные волноводные антенны обеспечивают как высокие электромагнитные характеристики, так и эффективность производства, предлагая гибкость для сложных конструкций радиолокационных решеток. По мере развития материаловедения и технологий изготовления этот подход будет играть все более важную роль в будущих миллиметровых радиолокационных системах.
Эта статья была опубликованапроизводитель оборудования для вакуумного напыленияВакуум Чжэньхуа
Дата публикации: 27 марта 2026 г.