我們知道,傳統的汽車其實就是純機械裝置,其所有的應變操作都是由人發起的,而人的反應全部來之于對環境的觀察與感知,看到行人踩剎車,感覺冷了開空調。而在ADAS汽車發展中,單純的依靠駕駛員的感知應變就顯得太“笨拙”,人類由于自身生理的局限而無法對很多環境變化做到快速“感知”,從而也無法“及時”與“正確”的判斷與操作。汽車的“感知”器件正是幫助我們彌補人類自身缺陷, “快速、準確”的采集環境變化信號,從而能夠將這些信號傳到汽車的“大腦”進行“判斷、決策”,最終全面解放駕駛員的“眼、手、腦”。
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電路板廠講在當前ADAS感知方案中,主流的器件有攝像頭視覺方案及毫米波雷達、激光雷達的感知方案三種。以下是三種感知器件的優劣性:
在傳統毫米波雷達中,由于其識別準確率相對較低,且缺乏高度信息,因此毫米波雷達一直是作為輔助角色,然而隨著4D毫米波雷達的興起,其在相當程度上解決了毫米波雷達分辨率低、缺乏高度信息的缺點,加之其本身不受天氣環境影響,穿透能力強等優點。因此,業界認為毫米波雷達將成為ADAS感知中必不可少的主力產品。
汽車雷達線路板是車輛雷達系統的核心組件,負責信號處理和目標探測。其設計需滿足高可靠性、抗振動和寬溫工作環境要求,同時具備優異的電磁兼容性(EMC)性能。采用高頻材料和精密布局,確保雷達波束的精準發射與接收,支持自動駕駛和高級駕駛輔助系統(ADAS)功能。
下面我們就以最新的4D毫米波雷達為例,了解毫米波雷達PCB如何起到信號收發的功能。如下圖示,毫米波雷達主要由以下四部分組成,分別是數字接口板及結構件、射頻天線PCB、屏蔽罩和雷達天線罩。

其中我們PCB主要為數字板及與射頻天線板。數字板在信號經過射頻板完成基本轉換之后,會對射頻板收集的信息進行計算,以確定被探測物體的距離、速度、角度等信息。其PCB大多4-6層,采用不同等級低損耗材料,在設計與加工工藝上無明顯特征屬性。因此,今天我們重點討論射頻天線PCB。
與其他普通PCB起到的信號傳輸作用不同的是,毫米波雷達天線PCB是作為一個信號接收/發射單元的存在。因此其性能好壞直接影響雷達性能的好壞。從以上射頻PCB的圖片我們看到,其關鍵組成部分就兩個,一個是由PCB表面線路及pad組成的饋電線路和發射/接收天線,如上圖2/1所標。另外一個則為MMIC,如上圖3所標,即毫米波芯片。其整體工作過程如下所述:MMIC調制毫米波信號,通過PCB饋電線路網絡傳輸到PCB表面的pad天線后向空中傳輸毫米波信號,同時接收天線接收空中毫米波,通過饋電網絡由毫米波芯片進行解調,最后將解調信號送入信號板中進行計算。相比于傳統毫米波雷達天線PCB只在水平方向設置天線,4D毫米波的發射/接收天線可通過MIMO技術形成虛擬通道,從而探測高度方向上的信息。上圖我們從MMIC可看到每個芯片都為3發4收天線,共4顆芯片級聯,也就是整個PCB共包括12條發射天線和16天接收天線。
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汽車雷達PCB通過集成高頻信號處理電路和天線系統,發射并接收電磁波,探測周圍物體的距離、速度和方位。信號處理單元對反射波進行分析,提取目標信息,并將其傳輸至車輛控制系統。最終,這些數據用于實現自適應巡航、碰撞預警、自動緊急制動等高級駕駛輔助功能,提升行車安全性和駕駛體驗。

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