V zadnjem desetletju se je radar z milimetrskimi valovi (mmWave) razvil iz nišnega senzorja v nekaj vrhunskih vozilih v ključno zaznavno infrastrukturo v inteligentnih vozilih. Od prilagodljivega tempomata (ACC) in samodejnega zaviranja v sili (AEB) do vse bolj razširjene hitre navigacije na avtopilotu (NOA) in pomoči pri vožnji v mestu ima radar z milimetrskimi valovi ključno vlogo pri zaznavanju okolja v vozilu.
Z naraščajočim povpraševanjem po naprednih sistemih za pomoč vozniku se tudi sami radarski sistemi nenehno razvijajo. Zgodnje dvodimenzionalne radarje so postopoma nadomestili 4D slikovni radarji, ki so sposobni hkrati zagotavljati informacije o razdalji, hitrosti, azimutu in nadmorski višini, kar je naložilo strožje zahteve glede razdalje zaznavanja, kotne ločljivosti in zmogljivosti prepoznavanja ciljev. Poleg izboljšav v procesorski moči čipov in dovršenosti algoritmov se je kot ključni dejavnik, ki omogoča te izboljšave zmogljivosti, izkazala za zasnovo antenskega sistema. Continentalov visokoločljivostni slikovni radar ARS540 na primer dosega skoraj 300 metrov zaznavanja z visoko gostoto antenskih nizov in hkrati sledi stotinam ciljev. Na domačem trgu 4D mmWave radarski izdelki naslednje generacije izkoriščajo velike antenske nize in optimizirane valovodne strukture za izboljšanje prepoznavanja ciljev na dolge razdalje, kar omogoča zgodnejše zaznavanje vozil, varnostnih ograj in stacionarnih ovir. Za tem napredkom se je pojavil jasen trend: visokozmogljivi mmWave radarji vse bolj uporabljajo arhitekture valovodnih anten.
V radarskih sistemih z milimetrskimi valovi je antena odgovorna tako za oddajanje kot za sprejem elektromagnetnih valov, kar neposredno vpliva na doseg zaznavanja, kotno ločljivost in natančnost signala. Zgodnje zasnove radarjev z milimetrskimi valovi so zaradi njihove preprostosti, nizkih stroškov in enostavnosti proizvodnje v velikem obsegu pretežno uporabljale antene s tiskanimi vezji (PCB) v mikrotrakastih oblikah. Ko pa se radarske frekvence dvignejo na 77 GHz in več, postanejo očitne omejitve anten s tiskanimi vezji. Dielektrične lastnosti materialov s tiskanimi vezji povzročajo izgube zaradi širjenja pri milimetrskih valovnih frekvencah, kar zmanjšuje energijo signala, medtem ko omejitve v učinkovitosti sevanja in zmožnostih oblikovanja žarka omejujejo delovanje sistema.
Valovodne antene pa nasprotno vodijo elektromagnetne valove skozi kovinske strukture, kar znatno zmanjša izgube zaradi širjenja in doseže večjo učinkovitost sevanja. Posledično so se valovodne antene izkazale kot prednostna rešitev za sisteme, ki zahtevajo razširjeno območje zaznavanja in fino kotno ločljivost. Vendar pa široka uporaba valovodov prinaša nove proizvodne izzive.
Za razliko od anten s tiskanimi vezijami so valovodne antene precizne kovinske elektromagnetne strukture. Širjenje valov znotraj valovoda je zelo občutljivo na dimenzijsko natančnost votline in notranjo prevodnost. Odstopanja v dimenzijah valovoda ali hrapavosti površine lahko zmanjšajo ojačanje, odklonijo smer žarka in povečajo izgubo signala, kar na koncu vpliva na razdaljo zaznavanja radarja in prepoznavanje cilja. Tradicionalna izdelava se opira na CNC obdelavo ali rezkanje kovin, kar zagotavlja natančno elektromagnetno delovanje, vendar se sooča z znatnimi omejitvami glede stroškov in skalabilnosti. Strukture z milimetrskimi valovi, pogosto velike le nekaj milimetrov s tolerancami več deset mikronov, zahtevajo sofisticirane stroje in natančen nadzor procesov. Mehanska obdelava je primerna za proizvodnjo v majhnem obsegu, vendar postane preprečljiva za množično prodajo avtomobilskih radarjev ali potrošniških senzorjev.
Da bi uskladili visoko elektromagnetno zmogljivost s proizvodnostjo, je industrija raziskovala metalizirane valovodne antene. Temeljni koncept je ločitev strukturne tvorbe od električne prevodnosti. Namesto strojne obdelave celotnega kovinskega bloka pristop uporablja "strukturno tvorbo + površinsko metalizacijo".
Sprva se votlina valovoda oblikuje z brizganjem, kompresijskim brizganjem ali aditivnim izdelovanjem z inženirskimi plastikami ali visokozmogljivimi polimeri, kar ponuja fleksibilnost in primernost za proizvodnjo v velikih količinah. Po strukturni izdelavi se za izboljšanje oprijema kovine uporabi predobdelava površine – čiščenje, hrapavost ali kemična aktivacija. Naknadno nanašanje neprekinjene prevodne plasti s PVD, galvanizacijo ali breztokovnim nanosom, običajno z bakrom, nikljem ali srebrom, pretvori strukturo v prevodni valovod z nizkimi izgubami. Ključna področja, kot so sevalne odprtine ali vmesniška območja, se lahko lokalizirano metalizirajo ali fino obdelajo za optimizacijo elektromagnetne zmogljivosti.
Ta pristop »struktura + metalizacija« ohranja visoko zmogljivost tradicionalnih valovodov, hkrati pa omogoča prilagodljivo in učinkovito proizvodnjo. Brizgano litje komponent omogoča hitro masovno izdelavo in zmanjšanje stroškov; plastični substrati zmanjšujejo težo, kar podpira lahko težo avtomobilov, 3D-tiskanje pa omogoča kompleksne geometrije in izboljšuje zasnovo velikih antenskih nizov. Metoda uspešno uravnoteži elektromagnetno učinkovitost, izdelovalnost in nadzor stroškov, zaradi česar so metalizirane valovodne antene vse bolj razširjene v radarskih izdelkih mmWave.
Zhihua Vacuum ponuja celovite rešitve za inteligentno proizvodnjo metaliziranih mmWave radarskih valovodnih anten. Njihova horizontalna proizvodna linija za neprekinjeno nanašanje premazov, ki temelji na vakuumskem naprševanju, doseže dvo- ali večplastno nanašanje kovin v enem samem vakuumskem ciklu z natančnim nadzorom in doslednostjo. V primerjavi s tradicionalnim tiskanjem s srebrnimi elektrodami magnetronsko napršene bakrene elektrode izboljšajo prevodnost, zanesljivost in odpornost proti sulfuraciji, hkrati pa znižujejo stroške. Avtomatizirano rokovanje in združljivost z različnimi velikostmi keramike zagotavljata visoko prepustnost za masovno proizvodnjo. Z več kot 30-letnimi izkušnjami na področju tehnologij vakuumskega nanašanja premazov, vključno s PVD, PECVD in ALD, Zhihua Vacuum ponuja prilagojeno in zaupno integracijo procesov, od raziskav in razvoja do masovne proizvodnje.
Z napredkom tehnologij avtonomne vožnje in inteligentnega zaznavanja se zahteve glede zmogljivosti radarjev mmWave še naprej povečujejo. Razvoj od anten s tiskanimi vezji in mikrotrakastimi ploščami do valovodnih anten in zdaj do metaliziranih valovodnih struktur odraža ključno vlogo tehnologije izdelave anten. Z ločevanjem strukturne tvorbe od prevodne funkcionalnosti metalizirane valovodne antene dosegajo tako visoko elektromagnetno zmogljivost kot proizvodno učinkovitost, kar ponuja prilagodljivost za kompleksne zasnove radarskih nizov. Z napredkom znanosti o materialih in tehnik izdelave bo ta pristop igral vse pomembnejšo vlogo v prihodnjih radarskih sistemih mmWave.
-Ta članek je objavilproizvajalec opreme za vakuumsko lakiranjeVakuum Zhenhua
Čas objave: 27. marec 2026