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汽車fpc廠之天線罩結構的基礎知識

2020-07-23 10:56

  汽車fpc廠重要注意事項:天線罩的開發(fā)和構建都很復雜。文中提及的數據僅是近似值。這些信息只能作為對該主題的初步了解,并不能替代必要的評估和測試。
  雷達傳感器由前端 (RFE)(具有天線結構的微波部件)和用于信號處理的元器件組成。前端是雷達的實際核心,因為它是天線發(fā)射和接收電磁信號的部位。為了解讀收集到的信息,前端會將其轉發(fā)給信號處理單元(圖 1)。

  為了保護雷達天線和電子元器件,傳感器通常封閉在外殼中。這樣可以保護 RFE,避免外部影響造成損壞或降低性能。由于具有穿透材料的能力,雷達往往還因為外形美觀而受到青睞。這一方面尤其令產品設計師欣賞。
  當電路板廠談到天線結構的這種保護殼時,雷達技術人員指的就是“天線罩”(radome)。這個詞是 "radar"(雷達)和 "dome"(圓頂)兩個詞的組合。與 iSYS-6003 上的一樣,圓頂形罩主要用于固定安裝的大型雷達系統,例如飛機或船舶的雷達。
然而,工業(yè)或商業(yè)應用中采用的傳感器和系統還需要防止機械或化學影響,以免損害天線功能。這些都是為了適用于天線,符合雷達波的特性。
  此外,在設計天線罩時,使用正確的材料也至關重要。如果電磁波傳播過程中遇到物體或人體,那么該物質的特性會影響傳播。為了找到適用于天線罩的材料,務必要考慮它們遇到雷達波后的影響。
表 1 概述了各種材料對微波的吸收和反射特性,以及微波對這些材料的穿透力。

  雷達波必須能夠穿透天線罩。金屬會對雷達傳感器造成屏蔽。由于具有高反射特性,因此金屬不適合放在天線前方。木鑲板(通常有一定的殘留濕度)也不適合,因為電磁波對它的穿透力有限。
  聚苯乙烯等泡沫非常適合用作覆蓋材料,甚至可以不經加工就直接包裹在天線上。但是,由于較低的穩(wěn)定性和對化學物質的敏感性,在選擇材料時,泡沫往往會落選。
  因此,塑料是生產防護罩或外殼最常見的替代材料。但是,在設計天線罩時,設計人員必須考慮塑料的特性。這種材料越厚、越靠近天線,電磁波穿透得越少。
  在使用黑色塑料的情況下,測量時可能會出現損耗,因為這種塑料通常含有碳。此外,無法排走的積水也會對前端的信息采集造成不利影響。塑料天線罩的后續(xù)處理,例如涂漆,也會對雷達天線的數據采集產生負面影響。

天線罩的尺寸和位置

 

在構建天線罩時,不僅是天線罩的材料選擇,精準固定及其形狀也非常重要。為了不限制其功能,必須考慮以下方面:

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天線罩底面與天線之間的距離

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天線罩材料的厚度

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天線罩的形狀(盡可能均勻)

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  這些因素決定了大部分的雷達波會被所構建的天線罩反射還是吸收。

適當的距離

  天線罩各處到天線的距離均勻性極為重要。即使是細微的偏差,例如保護罩底部有一個小缺口,也會改變電磁波的傳播。出于這個原因,傾斜的天線罩也會產生不利影響,因為它們可能會影響正常反射。圓端、凸耳、加強件或材料中的凹槽同樣如此(圖 2)。

為了確定正確、均勻的距離,以下條件適用:

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如果到天線罩的距離恰好是波長的一半(或其倍數),則波的傳播只會受到輕微干擾。

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這意味著天線表面(波中心)必須平行于天線罩放置,且距離為 λ/2(或其倍數)。

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在中心頻率為 24.125 GHz(波長的一半約為 6.2 mm)時,最佳距離約為 6.2 mm。

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適當的材料厚度

 

  在這方面,可采用確定適當距離的相同原則:為使波的傳播干擾最小化,天線罩應置于波長的一半處。同樣,也必須根據波長的一半選擇適當的天線罩材料厚度。
  不過,還必須考慮天線罩材質改變波的方式(通過穿透材料)。這種改變對應于所用材料的電導率(介電函數 ε),會使波長縮短 √(εr) 倍。
  例如,對于塑料,該介電常數介于 3 到 4 之間,但是實際上它變化很大。為了取得近似值,可以使用平均值 1.5 進行計算。然后,可以使用公式 λ/2√(εr) 計算材料的厚度。使用這些初始值得出的厚度為 4 mm。

  要構建天線罩,必須對所用材料的成分和電磁波的傳播有深入的了解。軟板廠本文所提供的信息僅作為指導,旨在強調構建天線罩時絕對有必要考慮的事項。

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