汽车雷达线路板的应用场景及PCB材料解决方案

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人气：663发布日期：2024-09-28 09:22【大中小】

自动驾驶汽车和先进驾驶辅助系统（ADAS）技术促进了汽车毫米波雷达传感器的快速发展和技术的迭代更新，也使汽车驾驶和出行变得更加的安全。

毫米波雷达凭借其自身所具有分辨率高、抗干扰性能强、探测性能好、尺寸较小等的优点，成为了汽车自动驾驶和ADAS系统里面不可或缺的传感器。

随着国内毫米波雷达设计以及国产车型的装机率与日俱增，也促使毫米波雷达应用扩展到更多的方面。这篇文章就将简要说明毫米波雷达的一些应用场景，并且就毫米波雷达天线设计中的关键PCB材料的选型考虑、PCB材料的关键特性等方面来展开讨论。

汽车雷达线路板应用场景
随着技术的发展，毫米波雷达的演进也沿着满足用户需求的方向，实现了从近到远的探测范围，测量的精度也逐渐提高。从最早的测速、测距，到可以实现测速、测距、测角，再到现在可以实现分辨率更高的图像成像。在ADAS系统中，毫米波雷达的应用可根据车辆需求和功能的不同来划分，如依据在汽车上的安装位置的不同可以分为前向雷达、后向雷达和角雷达；也可依据探测距离的远近分为长距雷达，中距雷达和短距雷达等。毫米波雷达在ADAS中的应用包括如AEB自动制动、FCW前向碰撞预警、LCA变道辅助、ACC自适应巡航、BSW盲区监测等等。

除了辅助汽车的驾驶和行驶安全外，汽车毫米波雷达的应用也扩展到了在泊车或开启车门时的障碍物检测的应用，减少泊车或开车门时车门的碰撞损害。

各种其他应用增加了毫米波雷达应用的多样性，积极扩展了毫米波雷达应用新场景。如驾驶员生命体征监测雷达传感器，可实现非接触式监测驾驶员生命体征，例如心率和呼吸频率，从而感知驾驶员的疲劳状态达到安全驾驶的目的。乘客成员监测雷达传感器同样以非接触方式的实现对车内乘员（成人、儿童、宠物）的可靠检测，避免出行过程中意外滞留事件的发生，为消费者提供安全出行保障。

材料考虑对于毫米波雷达传感器的不同PCB设计，有一个共同的特点就是都需要使用超低损耗的PCB材料，从而降低电路损耗，增大天线的辐射。PCB材料是雷达传感器设计的关键器件。选择合适的PCB材料可确保毫米波雷达传感器具有较高的稳定性和性能一致性。

适用于77GHz毫米波雷达的PCB材料性能需要从这几个方面考虑：首先是材料的电气特性，这是设计雷达传感器和选择PCB材料的首要因素。选择具有稳定介电常数和超低损耗的PCB材料对于77GHz毫米波雷达的性能至关重要。稳定的介电常数和损耗可以使收发天线获得准确的相位，从而提高天线增益和扫描角度或范围，提高雷达探测和定位精度。PCB的介电常数和损耗性的稳定性不仅要确保不同批次材料的稳定性，也需要确保同一板内的变化小，具有非常好的稳定性。

PCB的材料所使用铜箔的表面粗糙度对会对电路的介电常数和损耗产生影响，越薄的材料上铜箔表面粗糙度对电路的影响越大。越粗糙的铜箔类型其自身粗糙度变化也就越大，也会造成的了介电常数和损耗的较大变化，影响电路的相位特性。其次需要考虑材料的可靠性。材料的可靠性不仅指材料在PCB加工中的叠合、受加工过程影响、过孔、铜箔结合力等方面具有高可靠性，还包括材料的长期可靠性。

线路板的材料的电气性能是否随着时间的增加仍能保持稳定，是否能够在不同的工作环境如不同温度或湿度下仍能保持稳定，这对于汽车雷达传感器的可靠性以及汽车ADAS系统应用的重要性不言而喻。总的来说，对于77GHz雷达传感器的天线设计，需要考虑选择具有稳定介电常数、具有超低损耗的材料，选择更光滑的铜箔可进一步降低电路损耗和减小介电常数容差变化；同时，材料要具有随时间、温度，湿度等外界工作环境而仍具有可靠的电气性能和机械特性等特性。