【应用】77GHz汽车雷达系统所需微波板材应具备介电常数、机械性能及导热性能三大特性探讨

时间： 2019-07-30 来源：Rogers（世强翻译）

技术问答

我们兴奋地看到汽车和其他交通工具在电子系统方面的变革，许多曾经的军用技术正慢慢应用到普通的汽车上。比如，市面上越来越多的车型开始提供24-GHz毫米波短距雷达(SRR)系统。但是汽车设计师和汽车厂商放的更加长远，已经在考虑77-GHz和79-GHz的汽车雷达系统。为了真正地促成汽车电子系统的变革，印制电路板(PCB)材料将是非常重要的组成部分，雷达系统的使用将大大增强汽车的安全性能。

与24-GHz汽车雷达相比较，由于77-GHz和79-GHz系统拥有更短的波长可以采用更小尺寸的天线。由于多普勒频移效应在毫米波段比24-GHz更加的明显，这些高频系统在测试汽车与其它物体之间的距离和相对速度将更加的准确。高分辨率的77-GHz和79-GHz的雷达系统可以检测更加危险的路面情况，包括冰雪路面。

适用高频汽车雷达系统的电路板材

工作在77GHz和79GHz的高频汽车雷达系统的PCB板材必须满足比24-GHz系统更加严苛的一系列要求。比如77GHz系统的整个PCB板上的相对介电常数εr一致性将非常的关键，因为介电常数Dk的变化将在传输线表现出阻抗的变化和频率的漂移。这些频率上的变化会导致汽车雷达系统错误的测量结果，从而危害到车辆安全。总的来说，电路材料介电常数Dk的变化，将会导致传输线的阻抗变化，从而造成更大的反射能量，回波损耗和插入损耗。

适用的RO4000 和 RO3000系列板材

RO4000系列PCB板材适合应用于24-GHz汽车雷达系统。而对于77GHz和79GHz的汽车雷达系统应用，RO3000系列PCB板材在毫米波电路中拥有良好的特性。RO3000系列PCB高频层压板材已经成功应用在77GHz的ACC自适应巡航控制电路的制造中，它所具有的严格的介电常数误差特性对工作频率的稳定非常有帮助，尽管77GHz在频谱上已经非常的高了。RO3000系列PCB板材在10GHz频率下拥有3.00的介电常数，误差范围±0.04。由于在77 GHz和79GHz频率下发射和接收功率有限，所以毫米波电路板的损耗最小化也是十分的重要。天线级的RO3000系列PCB板材在10GHz频率下具有0.0013的极低介质耗散因子，表明它在77GHz和79GHz频率下仍然具有非常低的介质损耗。

全温度范围内稳定的介电常数

由于电路板材介电常数的任何变化都将对毫米波汽车雷达系统性能产生影响，板材另外一个需要考虑的重要参数是温度对介电常数的影响TCDk。该参数是指介电常数短时间内在整个测试温度范围内变化量。因为典型的商用车辆会面对很宽的工作温度区间的挑战，对于77GHz和79GHz的汽车雷达系统的稳定工作是一个相当重要的参数。有些层压板在给定的温度和频率上表现出超过+200 ppm/°C的温度时间常数误差TCDk。而我们专为高频天线和电路设计的RO3000系列PCB板材，在10GHz频率-50°C to +150°C温度范围内温度时间常数误差TCDk优于+11ppm/°C。

多样环境下稳定的机械性能

考虑到汽车雷达系统需要忍受各种工作条件，特别是对于高精度的77GHz和79GHz的系统，温度机械稳定性能对保持系统可靠性尤为重要。RO3000系列PCB板材中的RO3003层压板一样是专门设计的用于高性能电子系统的陶瓷填充聚四氟乙烯复合材料PTEE，并在变化的环境条件下表现出优秀的机械稳定性。RO3003层压板在-55°C to +288°C宽温度范围内于x轴和y轴向上拥有17ppm/°C的热延展系数CTE，它非常地接近铜箔延展系统，其具有十分优良地PCB尺寸稳定性。PCB层压板材在Z轴向上，同样拥有很低的CTE，24ppm/°C。它保证了电镀通孔的稳定性。

良好的导热性能

77GHz和79GHz的汽车毫米雷达应用中另外一个需要考虑的特性是良好的导热性能。尽管在高频电路中功率趋于越来越低的水平，同样建议提升PCB板材的导热性能，因为这意味着对于给定功率负荷的电路板最大温度的降低。导热性能良好的PCB板材同样可以加强介电常数的热稳定性，因为热量将更好的分布到整个PCB板中，降低热点在PCB中的出现。

虽然我们开发了其它的PCB板材，性能上同样地可以满足77GHz和79GHz的汽车毫米雷达系统，比如RT/duroid 5880层压板，但是RO3000系列通过更低的成本来满足卓越的电气和机械特性，通过上述的三个关键的特性这款产品十分适合新兴的77GHz和79GHz的汽车毫米雷达市场。RO3000系列板材同样可以采用标准的PTFE基电路板材加工艺，最小化加工成本，即便它应用在高频的毫米波段。

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全部评论（2）

Linus Lv5. 技术专家 2019-10-22

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蓝血人 Lv4. 资深工程师 2018-08-24

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