Kekerapan isyarat dalam penggunaan radar automotif berbeza antara 30 dan 300 GHz, walaupun serendah 24 GHz.Dengan bantuan fungsi litar yang berbeza, isyarat ini dihantar melalui teknologi talian penghantaran yang berbeza seperti garis jalur mikro, garis jalur, pandu gelombang bersepadu substrat (SIW) dan pandu gelombang coplanar terbumi (GCPW).Teknologi talian penghantaran ini (Rajah 1) biasanya digunakan pada frekuensi gelombang mikro, dan kadangkala pada frekuensi gelombang milimeter.Bahan lamina litar yang digunakan khas untuk keadaan frekuensi tinggi ini diperlukan.Talian mikrostrip, sebagai teknologi litar talian penghantaran yang paling mudah dan paling biasa digunakan, boleh mencapai kadar kelayakan litar tinggi dengan menggunakan teknologi pemprosesan litar konvensional.Tetapi apabila frekuensi dinaikkan kepada frekuensi gelombang milimeter, ia mungkin bukan talian penghantaran litar terbaik.Setiap talian penghantaran mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri.Sebagai contoh, walaupun garisan mikrojalur mudah diproses, ia mesti menyelesaikan masalah kehilangan sinaran yang tinggi apabila digunakan pada frekuensi gelombang milimeter.
Rajah 1 Apabila beralih kepada frekuensi gelombang milimeter, pereka litar gelombang mikro perlu menghadapi pilihan sekurang-kurangnya empat teknologi talian penghantaran pada frekuensi gelombang mikro
Walaupun struktur terbuka saluran mikrojalur mudah untuk sambungan fizikal, ia juga akan menyebabkan beberapa masalah pada frekuensi yang lebih tinggi.Dalam talian penghantaran jalur mikro, gelombang elektromagnet (EM) merambat melalui konduktor bahan litar dan substrat dielektrik, tetapi beberapa gelombang elektromagnet merambat melalui udara sekeliling.Disebabkan oleh nilai Dk udara yang rendah, nilai Dk efektif litar adalah lebih rendah daripada bahan litar, yang mesti dipertimbangkan dalam simulasi litar.Berbanding dengan Dk rendah, litar yang diperbuat daripada bahan Dk tinggi cenderung untuk menghalang penghantaran gelombang elektromagnet dan mengurangkan kadar perambatan.Oleh itu, bahan litar Dk rendah biasanya digunakan dalam litar gelombang milimeter.
Oleh kerana terdapat tahap tertentu tenaga elektromagnet di udara, litar garis jalur mikro akan memancar keluar ke udara, sama seperti antena.Ini akan menyebabkan kehilangan sinaran yang tidak perlu kepada litar talian jalur mikro, dan kerugian akan meningkat dengan peningkatan kekerapan, yang juga membawa cabaran kepada pereka litar yang mengkaji garis jalur mikro untuk mengehadkan kehilangan sinaran litar.Untuk mengurangkan kehilangan sinaran, garis jalur mikro boleh dibuat dengan bahan litar dengan nilai Dk yang lebih tinggi.Walau bagaimanapun, peningkatan Dk akan memperlahankan kadar perambatan gelombang elektromagnet (berbanding dengan udara), menyebabkan peralihan fasa isyarat.Kaedah lain ialah mengurangkan kehilangan sinaran dengan menggunakan bahan litar nipis untuk memproses garis jalur mikro.Walau bagaimanapun, berbanding dengan bahan litar tebal, bahan litar nipis lebih mudah terdedah kepada pengaruh kekasaran permukaan kerajang tembaga, yang juga akan menyebabkan peralihan fasa isyarat tertentu.
Walaupun konfigurasi litar garisan mikrojalur adalah mudah, litar talian jalur mikro dalam jalur gelombang milimeter memerlukan kawalan toleransi yang tepat.Sebagai contoh, lebar konduktor yang perlu dikawal dengan ketat, dan semakin tinggi frekuensi, semakin ketat toleransinya.Oleh itu, garis jalur mikro dalam jalur frekuensi gelombang milimeter sangat sensitif terhadap perubahan teknologi pemprosesan, serta ketebalan bahan dielektrik dan tembaga dalam bahan, dan keperluan toleransi untuk saiz litar yang diperlukan adalah sangat ketat.
Stripline ialah teknologi talian penghantaran litar yang boleh dipercayai, yang boleh memainkan peranan yang baik dalam frekuensi gelombang milimeter.Walau bagaimanapun, berbanding dengan garis jalur mikro, konduktor garis jalur dikelilingi oleh medium, jadi tidak mudah untuk menyambungkan penyambung atau port input/output lain ke jalur jalur untuk penghantaran isyarat.Garis jalur boleh dianggap sebagai sejenis kabel sepaksi rata, di mana konduktor dibalut oleh lapisan dielektrik dan kemudian ditutup oleh lapisan.Struktur ini boleh memberikan kesan pengasingan litar berkualiti tinggi, sambil mengekalkan perambatan isyarat dalam bahan litar (bukan di udara sekeliling).Gelombang elektromagnet sentiasa merambat melalui bahan litar.Litar jalur boleh disimulasikan mengikut ciri-ciri bahan litar, tanpa mengambil kira pengaruh gelombang elektromagnet di udara.Walau bagaimanapun, konduktor litar yang dikelilingi oleh medium terdedah kepada perubahan dalam teknologi pemprosesan, dan cabaran pemberian isyarat menyukarkan garisan jalur untuk mengatasinya, terutamanya di bawah keadaan saiz penyambung yang lebih kecil pada frekuensi gelombang milimeter.Oleh itu, kecuali untuk beberapa litar yang digunakan dalam radar automotif, jalur jalur biasanya tidak digunakan dalam litar gelombang milimeter.
Oleh kerana terdapat tahap tertentu tenaga elektromagnet di udara, litar garis jalur mikro akan memancar keluar ke udara, sama seperti antena.Ini akan menyebabkan kehilangan sinaran yang tidak perlu kepada litar talian jalur mikro, dan kerugian akan meningkat dengan peningkatan kekerapan, yang juga membawa cabaran kepada pereka litar yang mengkaji garis jalur mikro untuk mengehadkan kehilangan sinaran litar.Untuk mengurangkan kehilangan sinaran, garis jalur mikro boleh dibuat dengan bahan litar dengan nilai Dk yang lebih tinggi.Walau bagaimanapun, peningkatan Dk akan memperlahankan kadar perambatan gelombang elektromagnet (berbanding dengan udara), menyebabkan peralihan fasa isyarat.Kaedah lain ialah mengurangkan kehilangan sinaran dengan menggunakan bahan litar nipis untuk memproses garis jalur mikro.Walau bagaimanapun, berbanding dengan bahan litar tebal, bahan litar nipis lebih mudah terdedah kepada pengaruh kekasaran permukaan kerajang tembaga, yang juga akan menyebabkan peralihan fasa isyarat tertentu.
Walaupun konfigurasi litar garisan mikrojalur adalah mudah, litar talian jalur mikro dalam jalur gelombang milimeter memerlukan kawalan toleransi yang tepat.Sebagai contoh, lebar konduktor yang perlu dikawal dengan ketat, dan semakin tinggi frekuensi, semakin ketat toleransinya.Oleh itu, garis jalur mikro dalam jalur frekuensi gelombang milimeter sangat sensitif terhadap perubahan teknologi pemprosesan, serta ketebalan bahan dielektrik dan tembaga dalam bahan, dan keperluan toleransi untuk saiz litar yang diperlukan adalah sangat ketat.
Stripline ialah teknologi talian penghantaran litar yang boleh dipercayai, yang boleh memainkan peranan yang baik dalam frekuensi gelombang milimeter.Walau bagaimanapun, berbanding dengan garis jalur mikro, konduktor garis jalur dikelilingi oleh medium, jadi tidak mudah untuk menyambungkan penyambung atau port input/output lain ke jalur jalur untuk penghantaran isyarat.Garis jalur boleh dianggap sebagai sejenis kabel sepaksi rata, di mana konduktor dibalut oleh lapisan dielektrik dan kemudian ditutup oleh lapisan.Struktur ini boleh memberikan kesan pengasingan litar berkualiti tinggi, sambil mengekalkan perambatan isyarat dalam bahan litar (bukan di udara sekeliling).Gelombang elektromagnet sentiasa merambat melalui bahan litar.Litar jalur boleh disimulasikan mengikut ciri-ciri bahan litar, tanpa mengambil kira pengaruh gelombang elektromagnet di udara.Walau bagaimanapun, konduktor litar yang dikelilingi oleh medium terdedah kepada perubahan dalam teknologi pemprosesan, dan cabaran pemberian isyarat menyukarkan garisan jalur untuk mengatasinya, terutamanya di bawah keadaan saiz penyambung yang lebih kecil pada frekuensi gelombang milimeter.Oleh itu, kecuali untuk beberapa litar yang digunakan dalam radar automotif, jalur jalur biasanya tidak digunakan dalam litar gelombang milimeter.
Rajah 2 Reka bentuk dan simulasi konduktor litar GCPW adalah segi empat tepat (di atas angka), tetapi konduktor diproses menjadi trapezium (di bawah rajah), yang akan mempunyai kesan yang berbeza pada frekuensi gelombang milimeter.
Bagi kebanyakan aplikasi litar gelombang milimeter yang baru muncul yang sensitif kepada tindak balas fasa isyarat (seperti radar automotif), punca ketidakkonsistenan fasa harus diminimumkan.Litar GCPW frekuensi gelombang milimeter terdedah kepada perubahan dalam bahan dan teknologi pemprosesan, termasuk perubahan dalam nilai Dk bahan dan ketebalan substrat.Kedua, prestasi litar mungkin dipengaruhi oleh ketebalan konduktor tembaga dan kekasaran permukaan kerajang tembaga.Oleh itu, ketebalan konduktor tembaga harus disimpan dalam toleransi yang ketat, dan kekasaran permukaan kerajang tembaga harus diminimumkan.Ketiga, pilihan salutan permukaan pada litar GCPW juga boleh menjejaskan prestasi gelombang milimeter litar.Sebagai contoh, litar yang menggunakan emas nikel kimia mempunyai lebih banyak kehilangan nikel daripada kuprum, dan lapisan permukaan bersalut nikel akan meningkatkan kehilangan GCPW atau garis jalur mikro (Rajah 3).Akhirnya, disebabkan oleh panjang gelombang yang kecil, perubahan ketebalan salutan juga akan menyebabkan perubahan tindak balas fasa, dan pengaruh GCPW adalah lebih besar daripada garis mikrostrip.
Rajah 3 Garis jalur mikro dan litar GCPW yang ditunjukkan dalam rajah menggunakan bahan litar yang sama (Rogers' 8mil tebal RO4003C ™ Laminate), pengaruh ENIG pada litar GCPW adalah jauh lebih besar daripada pada garisan mikrojalur pada frekuensi gelombang milimeter.
Masa siaran: Okt-05-2022
