Автомашины радарын хэрэглээний дохионы давтамж нь 30-аас 300 ГГц-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд 24 ГГц хүртэл бага байдаг.Төрөл бүрийн хэлхээний функцүүдийн тусламжтайгаар эдгээр дохиог дамжуулах шугамын өөр өөр технологиор, тухайлбал микро туузан шугам, туузан шугам, субстратын нэгдсэн долгион хөтлүүр (SIW) болон газардуулсан coplanar долгион хөтлүүр (GCPW) дамжуулдаг.Эдгээр дамжуулах шугамын технологи (Зураг 1) нь ихэвчлэн богино долгионы давтамж, заримдаа миллиметрийн долгионы давтамжид ашиглагддаг.Энэ өндөр давтамжийн нөхцөлд тусгайлан ашигласан хэлхээний ламинатан материал шаардлагатай.Microstrip шугам нь хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг дамжуулах шугамын хэлхээний технологийн хувьд ердийн хэлхээ боловсруулах технологийг ашиглан хэлхээний мэргэшлийн өндөр түвшинд хүрч чадна.Гэхдээ давтамжийг миллиметрийн долгионы давтамж руу өсгөхөд энэ нь хамгийн сайн хэлхээний дамжуулах шугам биш байж магадгүй юм.Дамжуулах шугам бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай.Жишээлбэл, бичил туузан шугамыг боловсруулахад хялбар боловч миллиметрийн долгионы давтамжийг ашиглах үед цацрагийн алдагдал ихтэй байх ёстой.
Зураг 1 Миллиметр долгионы давтамж руу шилжихдээ богино долгионы хэлхээний дизайнерууд богино долгионы давтамжтай дор хаяж дөрвөн дамжуулах шугамын технологийг сонгох хэрэгтэй.
Хэдийгээр бичил туузны шугамын нээлттэй бүтэц нь физик холболтод тохиромжтой боловч өндөр давтамжтай үед зарим асуудал үүсгэдэг.Микро зурвас дамжуулах шугамд цахилгаан соронзон (EM) долгион нь хэлхээний материалын дамжуулагч ба диэлектрик субстратаар тархдаг боловч зарим цахилгаан соронзон долгион нь хүрээлэн буй агаараар тархдаг.Агаарын бага Dk утга учир хэлхээний үр дүнтэй Dk утга нь хэлхээний материалаас бага байдаг тул хэлхээний загварчлалд үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.Бага Dk-тэй харьцуулахад өндөр Dk материалаар хийсэн хэлхээ нь цахилгаан соронзон долгионыг дамжуулахад саад болж, тархалтын хурдыг бууруулдаг.Тиймээс бага Dk хэлхээний материалыг миллиметр долгионы хэлхээнд ихэвчлэн ашигладаг.
Агаарт тодорхой хэмжээний цахилгаан соронзон энерги байдаг тул бичил туузан шугамын хэлхээ нь антентай адил гадагшаа агаарт цацагдана.Энэ нь бичил туузны шугамын хэлхээнд цацрагийн шаардлагагүй алдагдалд хүргэх бөгөөд давтамж нэмэгдэхийн хэрээр алдагдал нэмэгдэх бөгөөд энэ нь хэлхээний цацрагийн алдагдлыг хязгаарлахын тулд микро зурвасын шугамыг судалж буй хэлхээний дизайнеруудад бэрхшээл учруулдаг.Цацрагийн алдагдлыг багасгахын тулд илүү өндөр Dk утгатай хэлхээний материалаар микро туузан шугамыг хийж болно.Гэсэн хэдий ч Dk-ийн өсөлт нь цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурдыг (агаартай харьцуулахад) удаашруулж, дохионы фазын шилжилтийг үүсгэдэг.Өөр нэг арга бол бичил туузан шугамыг боловсруулахад нимгэн хэлхээний материалыг ашиглах замаар цацрагийн алдагдлыг багасгах явдал юм.Гэсэн хэдий ч зузаан хэлхээний материалтай харьцуулахад нимгэн хэлхээний материалууд нь зэс тугалган гадаргуугийн тэгш бус байдлын нөлөөнд илүү өртөмтгий байдаг бөгөөд энэ нь тодорхой дохионы фазын шилжилтийг үүсгэдэг.
Хэдийгээр бичил туузан шугамын хэлхээний тохиргоо нь энгийн боловч миллиметрийн долгионы зурвас дахь микро зурвасын хэлхээнд хүлцлийн нарийн хяналт хэрэгтэй.Жишээлбэл, дамжуулагчийн өргөнийг хатуу хянах шаардлагатай бөгөөд давтамж өндөр байх тусам хүлцэл нь илүү хатуу байх болно.Тиймээс миллиметрийн долгионы давтамжийн зурвас дахь микро зурвасын шугам нь боловсруулах технологийн өөрчлөлт, түүнчлэн материал дахь диэлектрик материал, зэсийн зузаан зэрэгт маш мэдрэмтгий байдаг бөгөөд шаардлагатай хэлхээний хэмжээтэй хүлцлийн шаардлага нь маш хатуу байдаг.
Stripline бол миллиметрийн долгионы давтамжид сайн үүрэг гүйцэтгэдэг найдвартай хэлхээний дамжуулах шугамын технологи юм.Гэсэн хэдий ч микро туузан шугамтай харьцуулахад туузан дамжуулагч нь орчиноор хүрээлэгдсэн байдаг тул холбогч эсвэл бусад оролт/гаралтын портуудыг туузан шугамд холбоход хялбар биш юм.Туузан шугамыг нэг төрлийн хавтгай коаксиаль кабель гэж үзэж болох бөгөөд дамжуулагчийг диэлектрик давхаргаар ороож, дараа нь давхаргаар хучдаг.Энэхүү бүтэц нь хэлхээний материал дахь дохионы тархалтыг (орчны агаараас илүү) хадгалахын зэрэгцээ өндөр чанарын хэлхээний тусгаарлах нөлөөг үзүүлж чадна.Цахилгаан соронзон долгион нь хэлхээний материалаар үргэлж тархдаг.Агаар дахь цахилгаан соронзон долгионы нөлөөллийг харгалзахгүйгээр хэлхээний материалын шинж чанарын дагуу туузан хэлхээг загварчилж болно.Гэсэн хэдий ч орчин тойрон хүрээлэгдсэн хэлхээний дамжуулагч нь боловсруулах технологийн өөрчлөлтөд өртөмтгий байдаг бөгөөд дохионы тэжээлийн сорилт нь туузан шугамыг даван туулахад хэцүү болгодог, ялангуяа миллиметр долгионы давтамжтай холбогч хэмжээ бага байх үед.Тиймээс автомашины радарт ашигладаг зарим хэлхээг эс тооцвол миллиметрийн долгионы хэлхээнд туузан шугамыг ихэвчлэн ашигладаггүй.
Агаарт тодорхой хэмжээний цахилгаан соронзон энерги байдаг тул бичил туузан шугамын хэлхээ нь антентай адил гадагшаа агаарт цацагдана.Энэ нь бичил туузны шугамын хэлхээнд цацрагийн шаардлагагүй алдагдалд хүргэх бөгөөд давтамж нэмэгдэхийн хэрээр алдагдал нэмэгдэх бөгөөд энэ нь хэлхээний цацрагийн алдагдлыг хязгаарлахын тулд микро зурвасын шугамыг судалж буй хэлхээний дизайнеруудад бэрхшээл учруулдаг.Цацрагийн алдагдлыг багасгахын тулд илүү өндөр Dk утгатай хэлхээний материалаар микро туузан шугамыг хийж болно.Гэсэн хэдий ч Dk-ийн өсөлт нь цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурдыг (агаартай харьцуулахад) удаашруулж, дохионы фазын шилжилтийг үүсгэдэг.Өөр нэг арга бол бичил туузан шугамыг боловсруулахад нимгэн хэлхээний материалыг ашиглах замаар цацрагийн алдагдлыг багасгах явдал юм.Гэсэн хэдий ч зузаан хэлхээний материалтай харьцуулахад нимгэн хэлхээний материалууд нь зэс тугалган гадаргуугийн тэгш бус байдлын нөлөөнд илүү өртөмтгий байдаг бөгөөд энэ нь тодорхой дохионы фазын шилжилтийг үүсгэдэг.
Хэдийгээр бичил туузан шугамын хэлхээний тохиргоо нь энгийн боловч миллиметрийн долгионы зурвас дахь микро зурвасын хэлхээнд хүлцлийн нарийн хяналт хэрэгтэй.Жишээлбэл, дамжуулагчийн өргөнийг хатуу хянах шаардлагатай бөгөөд давтамж өндөр байх тусам хүлцэл нь илүү хатуу байх болно.Тиймээс миллиметрийн долгионы давтамжийн зурвас дахь микро зурвасын шугам нь боловсруулах технологийн өөрчлөлт, түүнчлэн материал дахь диэлектрик материал, зэсийн зузаан зэрэгт маш мэдрэмтгий байдаг бөгөөд шаардлагатай хэлхээний хэмжээтэй хүлцлийн шаардлага нь маш хатуу байдаг.
Stripline бол миллиметрийн долгионы давтамжид сайн үүрэг гүйцэтгэдэг найдвартай хэлхээний дамжуулах шугамын технологи юм.Гэсэн хэдий ч микро туузан шугамтай харьцуулахад туузан дамжуулагч нь орчиноор хүрээлэгдсэн байдаг тул холбогч эсвэл бусад оролт/гаралтын портуудыг туузан шугамд холбоход хялбар биш юм.Туузан шугамыг нэг төрлийн хавтгай коаксиаль кабель гэж үзэж болох бөгөөд дамжуулагчийг диэлектрик давхаргаар ороож, дараа нь давхаргаар хучдаг.Энэхүү бүтэц нь хэлхээний материал дахь дохионы тархалтыг (орчны агаараас илүү) хадгалахын зэрэгцээ өндөр чанарын хэлхээний тусгаарлах нөлөөг үзүүлж чадна.Цахилгаан соронзон долгион нь хэлхээний материалаар үргэлж тархдаг.Агаар дахь цахилгаан соронзон долгионы нөлөөллийг харгалзахгүйгээр хэлхээний материалын шинж чанарын дагуу туузан хэлхээг загварчилж болно.Гэсэн хэдий ч орчин тойрон хүрээлэгдсэн хэлхээний дамжуулагч нь боловсруулах технологийн өөрчлөлтөд өртөмтгий байдаг бөгөөд дохионы тэжээлийн сорилт нь туузан шугамыг даван туулахад хэцүү болгодог, ялангуяа миллиметр долгионы давтамжтай холбогч хэмжээ бага байх үед.Тиймээс автомашины радарт ашигладаг зарим хэлхээг эс тооцвол миллиметрийн долгионы хэлхээнд туузан шугамыг ихэвчлэн ашигладаггүй.
Зураг 2 GCPW хэлхээний дамжуулагчийн загвар, загвар нь тэгш өнцөгт хэлбэртэй (дээрх зураг) боловч дамжуулагчийг трапец хэлбэрээр (доорх зураг) боловсруулдаг бөгөөд энэ нь миллиметрийн долгионы давтамжид өөр өөр нөлөө үзүүлэх болно.
Дохионы фазын хариу үйлдэлд мэдрэмтгий байдаг миллиметрийн долгионы хэлхээний олон програмын хувьд (автомашины радар гэх мэт) фазын нийцгүй байдлын шалтгааныг багасгах хэрэгтэй.Миллиметр долгионы давтамжийн GCPW хэлхээ нь материал, боловсруулалтын технологийн өөрчлөлт, түүний дотор материалын Dk утга, субстратын зузаан зэрэг өөрчлөлтөд өртөмтгий байдаг.Хоёрдугаарт, хэлхээний гүйцэтгэлд зэс дамжуулагчийн зузаан, зэс тугалган гадаргуугийн барзгар байдал нөлөөлж болно.Тиймээс зэс дамжуулагчийн зузааныг хатуу хүлцлийн хүрээнд барьж, зэс тугалган цаасны гадаргуугийн барзгар байдлыг багасгах хэрэгтэй.Гуравдугаарт, GCPW хэлхээний гадаргуугийн өнгөлгөөний сонголт нь хэлхээний миллиметр долгионы гүйцэтгэлд нөлөөлж болно.Жишээлбэл, химийн никель алт ашигласан хэлхээ нь зэсээс илүү никелийн алдагдалтай байдаг ба никель бүрсэн гадаргуугийн давхарга нь GCPW буюу микро туузан шугамын алдагдлыг нэмэгдүүлнэ (Зураг 3).Эцэст нь, жижиг долгионы урттай тул бүрхүүлийн зузаанын өөрчлөлт нь фазын хариу урвалыг өөрчлөхөд хүргэдэг бөгөөд GCPW-ийн нөлөөлөл нь микро туузан шугамаас илүү байдаг.
Зураг 3 Зурагт үзүүлсэн бичил туузан шугам ба GCPW хэлхээ нь ижил хэлхээний материалыг ашигладаг (Рожерсийн 8 миль зузаантай RO4003C ™ Ламинат), ENIG-ийн GCPW хэлхээнд үзүүлэх нөлөө нь миллиметрийн долгионы давтамжтай микро туузан шугам дээрх нөлөөнөөс хамаагүй их байна.
Шуудангийн цаг: 2022-10-05
