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77GHz雷达天线PCB板材选择

2019-07-21 南杭

随着科学技术的发展,77GHz微波雷达在市场上的应用也逐渐多了起来,比如汽车防撞、无人机防撞、安防监测等等。由于其频率高,波长短,工作频段宽的特点,相比24GHz雷达和其他频率的类似产品,具有产品尺寸小,探测距离远、精度高等优点,并且受天气变化的影响也相对较小。也正是由于其波长短的特点,趋附效应增强,导致雷达天线和微波射频部分的PCB材料在选择上需要有更多的注意事项。

通常来说,在商民用领域,一般会推荐国际著名的微波材料厂商ROGERS的RO3003PTFE 陶瓷作为77GHz雷达的PCB材料,主要是其具有良好的介电常数稳定性、较小的插入损耗和板材的可加工性。在使用0.5盎司的电解铜箔,10Mil的介质厚度,做出的50欧姆微带线的等效介电常数为2.69,介电损耗为0.11 dB/cm,铜损为0.35dB/cm,总体损耗为0.46dB/cm。

在有些情况下,比如高增益天线的使用,产品的尺寸会比较大,研发人员会觉得这个损耗依然无法满足系统设计的要求。这种情况下,依然推荐Rogers的RO3003PTFE 陶瓷作为PCB材料。但其所附铜箔建议采用“压延铜”。相比较电解铜箔,其具有良好的更好的表面粗燥度,可以更好的降低铜损。以0.5盎司的铜箔为例,压延铜相比电解铜,其表面粗燥度从1.8um(RMS)降低到了0.3um(RMS)。做出的50欧姆微带线的等效介电常数为2.65,相对应的铜损则从0.35dB/cm降低为0.13dB/cm,总体损耗从0.46dB/cm降低到0.24dB/cm。总体的数据对比见下表。采用微带线模型如下图。

电解铜和压延铜总体数据对比
微带线模型

以上数据由Rogers公司提供的软件MWI2017计算所得,其考虑的还是相对理想的环境。和实际完成的线路板实际损耗相比,还存在一定的差异,主要是由于PCB板材加工工艺和精度的影响,如何减少这种影响,使其符合设计师的当初预期,欢迎大家和我们一起讨论。

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