Trong thập kỷ qua, radar sóng milimét (mmWave) đã phát triển từ một cảm biến chuyên dụng trong một vài dòng xe cao cấp trở thành một cơ sở hạ tầng nhận thức quan trọng trong các phương tiện thông minh. Từ hệ thống điều khiển hành trình thích ứng (ACC) và phanh khẩn cấp tự động (AEB) đến hệ thống dẫn đường tốc độ cao tự động (NOA) và hỗ trợ lái xe trong đô thị ngày càng phổ biến, radar mmWave đóng vai trò then chốt trong việc nhận thức môi trường xung quanh xe.
Khi nhu cầu về các hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến ngày càng tăng, bản thân các hệ thống radar cũng đang trải qua quá trình phát triển liên tục. Các radar hai chiều đời đầu dần được thay thế bằng các radar hình ảnh 4D có khả năng cung cấp đồng thời thông tin về khoảng cách, vận tốc, phương vị và độ cao, đặt ra các yêu cầu khắt khe hơn về khoảng cách phát hiện, độ phân giải góc và khả năng nhận dạng mục tiêu. Bên cạnh những cải tiến về sức mạnh xử lý của chip và độ phức tạp của thuật toán, thiết kế hệ thống anten đã nổi lên như một yếu tố then chốt cho phép nâng cao hiệu suất này. Ví dụ, radar hình ảnh độ phân giải cao ARS540 của Continental đạt được phạm vi phát hiện gần 300 mét thông qua các mảng anten mật độ cao, đồng thời theo dõi hàng trăm mục tiêu. Trong nước, các sản phẩm radar mmWave 4D thế hệ tiếp theo tận dụng các anten mảng quy mô lớn và cấu trúc ống dẫn sóng được tối ưu hóa để tăng cường khả năng nhận dạng mục tiêu tầm xa, cho phép phát hiện sớm hơn các phương tiện, lan can và các vật cản cố định. Đằng sau những tiến bộ này, một xu hướng rõ ràng đã xuất hiện: các radar mmWave hiệu suất cao ngày càng áp dụng kiến trúc anten ống dẫn sóng.
Trong các hệ thống radar sóng milimét (mmWave), ăng-ten chịu trách nhiệm cả việc phát và thu sóng điện từ, ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi phát hiện, độ phân giải góc và độ trung thực tín hiệu. Các thiết kế radar mmWave ban đầu chủ yếu sử dụng ăng-ten vi dải PCB do tính đơn giản, chi phí thấp và dễ sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, khi tần số radar tăng lên đến 77 GHz và cao hơn, những hạn chế của ăng-ten PCB trở nên rõ ràng. Tính chất điện môi của vật liệu PCB gây ra tổn hao truyền dẫn ở tần số mmWave, làm giảm năng lượng tín hiệu, trong khi những hạn chế về hiệu suất bức xạ và khả năng tạo chùm tia làm giảm hiệu suất hệ thống.
Ngược lại, ăng-ten dẫn sóng dẫn sóng điện từ qua các cấu trúc kim loại, giúp giảm đáng kể tổn thất truyền dẫn và đạt được hiệu suất bức xạ cao hơn. Do đó, đối với các hệ thống đòi hỏi phạm vi phát hiện mở rộng và độ phân giải góc cao, ăng-ten dẫn sóng đã trở thành giải pháp được ưu tiên. Tuy nhiên, việc ứng dụng rộng rãi ăng-ten dẫn sóng lại đặt ra những thách thức mới trong sản xuất.
Khác với ăng-ten mạch in (PCB), ăng-ten ống dẫn sóng là cấu trúc điện từ bằng kim loại có độ chính xác cao. Sự lan truyền sóng bên trong ống dẫn sóng rất nhạy cảm với độ chính xác kích thước khoang và độ dẫn điện bên trong. Sai lệch về kích thước ống dẫn sóng hoặc độ nhám bề mặt có thể làm giảm độ lợi, làm lệch hướng chùm tia và tăng tổn thất tín hiệu, cuối cùng ảnh hưởng đến khoảng cách phát hiện của radar và khả năng nhận dạng mục tiêu. Phương pháp chế tạo truyền thống dựa trên gia công CNC hoặc phay kim loại, đảm bảo hiệu suất điện từ chính xác nhưng gặp phải những hạn chế đáng kể về chi phí và khả năng mở rộng. Các cấu trúc sóng milimét, thường chỉ có kích thước vài milimét với dung sai hàng chục micromét, đòi hỏi máy móc phức tạp và kiểm soát quy trình tinh vi. Gia công cơ khí phù hợp với sản xuất quy mô nhỏ nhưng trở nên quá tốn kém đối với radar ô tô hoặc cảm biến tiêu dùng sản xuất hàng loạt.
Để dung hòa hiệu suất điện từ cao với khả năng sản xuất, ngành công nghiệp đã nghiên cứu các ăng-ten dẫn sóng mạ kim loại. Khái niệm cơ bản là tách rời quá trình tạo cấu trúc khỏi quá trình dẫn điện. Thay vì gia công toàn bộ khối kim loại, phương pháp này sử dụng "tạo cấu trúc + mạ kim loại bề mặt".
Ban đầu, khoang dẫn sóng được tạo hình bằng phương pháp ép phun, ép nén hoặc sản xuất bồi đắp sử dụng nhựa kỹ thuật hoặc polyme hiệu năng cao, mang lại sự linh hoạt và phù hợp cho sản xuất hàng loạt. Sau khi chế tạo cấu trúc, quá trình xử lý bề mặt sơ bộ—làm sạch, làm nhám hoặc kích hoạt hóa học—được áp dụng để tăng cường độ bám dính kim loại. Tiếp theo, việc lắng đọng một lớp dẫn điện liên tục, thông qua PVD, mạ điện hoặc mạ không điện phân, thường là bằng đồng, niken hoặc bạc, sẽ chuyển đổi cấu trúc thành một ống dẫn sóng dẫn điện tổn hao thấp. Các khu vực quan trọng như lỗ bức xạ hoặc vùng giao diện có thể được mạ kim loại cục bộ hoặc gia công tinh để tối ưu hóa hiệu suất điện từ.
Phương pháp “cấu trúc + mạ kim loại” này duy trì hiệu suất cao của các ống dẫn sóng truyền thống đồng thời cho phép sản xuất linh hoạt và hiệu quả. Các bộ phận được đúc phun cho phép sản xuất hàng loạt nhanh chóng, giảm chi phí; chất nền bằng nhựa giảm trọng lượng, hỗ trợ giảm trọng lượng trong ngành ô tô, và in 3D tạo điều kiện thuận lợi cho các hình dạng phức tạp, nâng cao thiết kế của các mảng anten quy mô lớn. Phương pháp này cân bằng thành công hiệu quả điện từ, khả năng sản xuất và kiểm soát chi phí, làm cho các anten ống dẫn sóng mạ kim loại ngày càng phổ biến trong các sản phẩm radar sóng milimét.
Zhihua Vacuum cung cấp các giải pháp toàn diện cho sản xuất thông minh các ăng-ten dẫn sóng radar mmWave mạ kim loại. Dây chuyền sản xuất phủ liên tục theo chiều ngang của họ, dựa trên phương pháp lắng đọng chân không, cho phép lắng đọng kim loại hai lớp hoặc nhiều lớp trong một chu kỳ chân không duy nhất với khả năng kiểm soát và tính nhất quán chính xác. So với phương pháp in điện cực bạc truyền thống, điện cực đồng được lắng đọng bằng phương pháp phún xạ magnetron giúp tăng cường độ dẫn điện, độ tin cậy và khả năng chống lưu huỳnh trong khi giảm chi phí. Khả năng xử lý tự động và tương thích với nhiều kích thước gốm khác nhau đảm bảo năng suất cao cho sản xuất hàng loạt. Với hơn 30 năm kinh nghiệm trong các công nghệ phủ chân không, bao gồm PVD, PECVD và ALD, Zhihua Vacuum cung cấp dịch vụ tích hợp quy trình tùy chỉnh, bảo mật từ nghiên cứu và phát triển đến sản xuất hàng loạt.
Khi công nghệ lái xe tự động và cảm biến thông minh phát triển, nhu cầu về hiệu năng radar sóng milimét (mmWave) ngày càng tăng cao. Sự tiến hóa từ ăng-ten vi dải PCB sang ăng-ten dẫn sóng, và giờ đây là cấu trúc dẫn sóng mạ kim loại, phản ánh vai trò quan trọng của công nghệ sản xuất ăng-ten. Bằng cách tách biệt cấu trúc hình thành khỏi chức năng dẫn điện, ăng-ten dẫn sóng mạ kim loại đạt được cả hiệu năng điện từ cao và hiệu quả sản xuất, mang lại sự linh hoạt cho các thiết kế radar mảng phức tạp. Khi khoa học vật liệu và kỹ thuật chế tạo tiến bộ, phương pháp này hứa hẹn sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong các hệ thống radar mmWave tương lai.
-Bài viết này được xuất bản bởinhà sản xuất thiết bị phủ chân khôngMáy hút bụi Zhenhua
Thời gian đăng bài: 27/03/2026