Merkjatíðnin í notkun ratsjár fyrir bíla er breytileg á milli 30 og 300 GHz, jafnvel allt niður í 24 GHz.Með hjálp mismunandi hringrásaraðgerða eru þessi merki send í gegnum mismunandi flutningslínutækni eins og microstrip línur, ræmur línur, undirlag samþætt bylgjuleiðari (SIW) og jarðtengd samplanar bylgjuleiðari (GCPW).Þessi flutningslínutækni (mynd 1) er venjulega notuð á örbylgjutíðni og stundum á millimetrabylgjutíðni.Hringrás lagskipt efni sem eru sérstaklega notuð fyrir þetta hátíðni ástand eru nauðsynleg.Microstrip lína, sem einfaldasta og algengasta flutningslína hringrás tækni, getur náð háum hringrás hæfi hlutfall með því að nota hefðbundna hringrás vinnslu tækni.En þegar tíðnin er hækkuð upp í millimetra bylgjutíðnina er það kannski ekki besta hringrásarlínan.Hver flutningslína hefur sína kosti og galla.Til dæmis, þó að auðvelt sé að vinna úr míkróstriplínunni, verður hún að leysa vandamálið við mikið geislunartap þegar hún er notuð á millimetrabylgjutíðni.
Mynd 1 Þegar skipt er yfir í millimetra bylgjutíðni þurfa hönnuðir örbylgjurása að standa frammi fyrir vali á að minnsta kosti fjórum flutningslínutækni á örbylgjutíðni
Þó að opið uppbygging microstrip línu sé þægilegt fyrir líkamlega tengingu, mun það einnig valda nokkrum vandamálum við hærri tíðni.Í flutningslínunni með smástrip dreifast rafsegulbylgjur (EM) í gegnum leiðara hringrásarefnisins og rafsegulsviðsins, en sumar rafsegulbylgjur dreifast í gegnum loftið í kring.Vegna lágs Dk gildi lofts er virkt Dk gildi hringrásarinnar lægra en hringrásarefnisins, sem þarf að hafa í huga í hringrásarhermi.Í samanburði við lágt Dk hafa hringrásir úr háum Dk efnum tilhneigingu til að hindra sendingu rafsegulbylgna og draga úr útbreiðsluhraða.Þess vegna eru lág Dk hringrásarefni venjulega notuð í millimetra bylgjurásum.
Vegna þess að það er ákveðin rafsegulorka í loftinu mun microstrip línurásin geisla út í loftið, svipað og loftnet.Þetta mun valda óþarfa geislunartapi á microstrip línu hringrásinni og tapið mun aukast með aukningu á tíðni, sem einnig veldur áskorunum fyrir hringrásarhönnuði sem rannsaka microstrip línuna til að takmarka geislunartap hringrásarinnar.Til að draga úr geislunartapinu er hægt að búa til microstrip línur með hringrásarefnum með hærri Dk gildi.Hins vegar mun aukning Dk hægja á útbreiðsluhraða rafsegulbylgjunnar (miðað við loftið), sem veldur fasabreytingu merkis.Önnur aðferð er að draga úr geislunartapinu með því að nota þynnri hringrásarefni til að vinna úr microstrip línum.Hins vegar, samanborið við þykkari hringrásarefni, eru þynnri hringrásarefni næmari fyrir áhrifum á yfirborði koparþynnunnar, sem mun einnig valda ákveðinni fasaskiptingu merkja.
Þrátt fyrir að uppsetningin á microstrip línurásinni sé einföld, þarf microstrip línurásin í millimetra bylgjubandinu nákvæma þolstýringu.Til dæmis, leiðarbreiddina sem þarf að hafa strangt eftirlit með, og því hærri sem tíðnin er, því strangari verður vikmörkin.Þess vegna er microstrip línan í millimetra bylgjutíðnisviðinu mjög viðkvæm fyrir breytingum á vinnslutækni, sem og þykkt dierafmagns efnisins og kopar í efninu, og umburðarkröfur fyrir nauðsynlega hringrásarstærð eru mjög strangar.
Stripline er áreiðanleg hringrásarlínutækni, sem getur gegnt góðu hlutverki í millimetrabylgjutíðni.Hins vegar, samanborið við microstrip línuna, er stripline leiðarinn umkringdur miðlinum, svo það er ekki auðvelt að tengja tengið eða önnur inn-/úttaksport við stripline fyrir merki sendingu.Líta má á ræmulínuna sem eins konar flatan kóaxkapal, þar sem leiðarinn er vafinn í rafeindalagi og síðan hulinn jarðlagi.Þessi uppbygging getur veitt hágæða hringrásar einangrunaráhrif, en heldur útbreiðslu merkja í hringrásarefninu (frekar en í loftinu í kring).Rafsegulbylgjan breiðist alltaf í gegnum hringrásarefnið.Hægt er að líkja eftir hringrásinni í samræmi við eiginleika hringrásarefnisins, án þess að taka tillit til áhrifa rafsegulbylgju í loftinu.Hins vegar er hringrásarleiðarinn sem er umkringdur miðlinum viðkvæmur fyrir breytingum á vinnslutækni og áskoranir merkjafóðrunar gera það að verkum að strímlínan er erfið, sérstaklega við minni tengistærð á millimetra bylgjutíðni.Þess vegna, fyrir utan sumar hringrásir sem notaðar eru í bílaratsjár, eru ræmur venjulega ekki notaðar í millimetrabylgjurásum.
Vegna þess að það er ákveðin rafsegulorka í loftinu mun microstrip línurásin geisla út í loftið, svipað og loftnet.Þetta mun valda óþarfa geislunartapi á microstrip línu hringrásinni og tapið mun aukast með aukningu á tíðni, sem einnig veldur áskorunum fyrir hringrásarhönnuði sem rannsaka microstrip línuna til að takmarka geislunartap hringrásarinnar.Til að draga úr geislunartapinu er hægt að búa til microstrip línur með hringrásarefnum með hærri Dk gildi.Hins vegar mun aukning Dk hægja á útbreiðsluhraða rafsegulbylgjunnar (miðað við loftið), sem veldur fasabreytingu merkis.Önnur aðferð er að draga úr geislunartapinu með því að nota þynnri hringrásarefni til að vinna úr microstrip línum.Hins vegar, samanborið við þykkari hringrásarefni, eru þynnri hringrásarefni næmari fyrir áhrifum á yfirborði koparþynnunnar, sem mun einnig valda ákveðinni fasaskiptingu merkja.
Þrátt fyrir að uppsetningin á microstrip línurásinni sé einföld, þarf microstrip línurásin í millimetra bylgjubandinu nákvæma þolstýringu.Til dæmis, leiðarbreiddina sem þarf að hafa strangt eftirlit með, og því hærri sem tíðnin er, því strangari verður vikmörkin.Þess vegna er microstrip línan í millimetra bylgjutíðnisviðinu mjög viðkvæm fyrir breytingum á vinnslutækni, sem og þykkt dierafmagns efnisins og kopar í efninu, og umburðarkröfur fyrir nauðsynlega hringrásarstærð eru mjög strangar.
Stripline er áreiðanleg hringrásarlínutækni, sem getur gegnt góðu hlutverki í millimetrabylgjutíðni.Hins vegar, samanborið við microstrip línuna, er stripline leiðarinn umkringdur miðlinum, svo það er ekki auðvelt að tengja tengið eða önnur inn-/úttaksport við stripline fyrir merki sendingu.Líta má á ræmulínuna sem eins konar flatan kóaxkapal, þar sem leiðarinn er vafinn í rafeindalagi og síðan hulinn jarðlagi.Þessi uppbygging getur veitt hágæða hringrásar einangrunaráhrif, en heldur útbreiðslu merkja í hringrásarefninu (frekar en í loftinu í kring).Rafsegulbylgjan breiðist alltaf í gegnum hringrásarefnið.Hægt er að líkja eftir hringrásinni í samræmi við eiginleika hringrásarefnisins, án þess að taka tillit til áhrifa rafsegulbylgju í loftinu.Hins vegar er hringrásarleiðarinn sem er umkringdur miðlinum viðkvæmur fyrir breytingum á vinnslutækni og áskoranir merkjafóðrunar gera það að verkum að strímlínan er erfið, sérstaklega við minni tengistærð á millimetra bylgjutíðni.Þess vegna, fyrir utan sumar hringrásir sem notaðar eru í bílaratsjár, eru ræmur venjulega ekki notaðar í millimetrabylgjurásum.
Mynd 2 Hönnun og eftirlíking á GCPW hringrásarleiðara er rétthyrnd (fyrir ofan mynd), en leiðarinn er unninn í trapisu (fyrir neðan mynd), sem mun hafa mismunandi áhrif á millimetra bylgjutíðni.
Fyrir mörg ný millímetrabylgjurásarforrit sem eru viðkvæm fyrir merkjafasaviðbrögðum (svo sem bílaratsjá), ætti að lágmarka orsakir fasaósamræmis.Millimetra bylgjutíðni GCPW hringrásin er viðkvæm fyrir breytingum á efnum og vinnslutækni, þar með talið breytingum á efni Dk gildi og undirlagsþykkt.Í öðru lagi getur frammistaða hringrásarinnar verið fyrir áhrifum af þykkt koparleiðara og yfirborðsgrófleika koparþynnu.Þess vegna ætti að halda þykkt koparleiðara innan ströngum vikmörkum og lágmarka yfirborðsgrófleika koparþynnunnar.Í þriðja lagi getur val á yfirborðshúð á GCPW hringrás einnig haft áhrif á millimetra bylgjuafköst hringrásarinnar.Til dæmis hefur hringrásin sem notar kemískt nikkelgull meira nikkeltap en kopar og nikkelhúðað yfirborðslagið mun auka tap á GCPW eða microstrip línu (Mynd 3).Að lokum, vegna lítillar bylgjulengdar, mun breytingin á þykkt lagsins einnig valda breytingu á fasasvörun og áhrif GCPW eru meiri en á microstrip línu.
Mynd 3 Microstrip línan og GCPW hringrásin sem sýnd er á myndinni nota sama hringrásarefnið (Rogers' 8mil þykkt RO4003C ™ lagskipt), áhrif ENIG á GCPW hringrás eru mun meiri en á microstrip línu á millimetra bylgjutíðni.
Pósttími: Okt-05-2022
