汽車天線又叫車載天線,一般汽車上的天線用于車上的收音機和電臺,可分汽車內(nèi)置天線和外置天線。但根據(jù)不同用途的汽車也有安裝其他的天線。如公交車有 DVB-T天線,車載TV天線。物流及出租車還裝有GSM天線、GPS衛(wèi)星天線。 收音機和電臺天線主要就是AM/FM天線、軟PCB數(shù)字天線、AM/FM/TV天線等。根據(jù)不同的功能和用途,所用的天線的頻率也不同。今天我們就來了解一下它的核心--汽車天線PCB的設(shè)計。

汽車天線PCB設(shè)計中,常用的 PCB 板材有以下幾種:
FR-4:成本較低,具有較好的機械強度和絕緣性能,相對介電常數(shù)一般在 4.0 - 4.5 之間。適用于一般的無線通信設(shè)備天線,如藍牙、Wi-Fi 等短距離通信天線。對于成本敏感且性能要求不是特別高的應(yīng)用較為合適。
羅杰斯(Rogers):具有較低的介電常數(shù)和損耗角正切,能有效減少信號傳輸損耗。不同型號的羅杰斯板材介電常數(shù)可在 2.2 - 10 之間選擇,滿足不同設(shè)計需求。常用于高頻天線設(shè)計,如毫米波天線、衛(wèi)星通信天線等對信號質(zhì)量要求高的無線通信系統(tǒng)。常見的如Rogers 5880,Rogers 3003,Rogers 4350B等,也有Rogers 5880LZ低介電常數(shù)系列。
泰康利(Taconic ):Taconic 板材擁有較低的介電常數(shù),能減少信號傳播的延遲和失真,有利于高頻信號的傳輸。不同型號的介電常數(shù)有所差異,常見的如一些型號介電常數(shù)在 2 - 5 之間,適用于毫米波等高頻段的應(yīng)用。其中,TLY - 5由非常輕的布紋玻璃纖維制成,具有尺寸穩(wěn)定、低耗散因數(shù)、低水分吸收率、高銅剝離強度、均勻一致的介電常數(shù)等優(yōu)點,可用于汽車雷達、衛(wèi)星 / 蜂窩通信、功率放大器、LNB、LNA、LNC 以及 Ka、E 和 W 波段等應(yīng)用。RF - 35™也是市場上常見的型號,適用于各種高頻應(yīng)用。
聚四氟乙烯(PTFE)板材:介電常數(shù)穩(wěn)定,通常在 2.0 - 3.0 之間。損耗非常低,適合高頻信號傳輸。常用于高精度、高性能的天線設(shè)計,如雷達天線、航天航空領(lǐng)域的天線和高頻射頻電路。
陶瓷填充板材:可以根據(jù)不同的陶瓷填充比例調(diào)整介電常數(shù)。具有較高的機械強度和耐熱性。能在一定程度上降低成本,同時保持較好的性能。適用于中高頻天線設(shè)計,如 5G 通信天線,對尺寸和性能有特定要求的小型化天線。
旺靈板材:國產(chǎn)板材,常用的類型如聚四氟乙烯玻纖布覆銅板系列F4BM、F4BME,聚四氟乙烯玻纖布陶瓷填充覆銅板系列F4BTM、F4BTME。除此之外,復(fù)合介質(zhì)基片系列TP、TF的介電常數(shù)可控制在3.0~25,且具有低正切損耗、低溫飄的特性。需要注意的是,PCB板廠采用旺靈板材加工時,可能會因為之前沒接做過類似的板材,而出現(xiàn)一定的工藝問題。

PCB在仿真設(shè)計時,我們需要注意:
板子的厚度大致為0.254的整數(shù)倍,不要自己隨便設(shè)置一個0.4mm的,可能就找不到對應(yīng)厚度的PCB板進行加工驗證了。
加工多層板時需要注意板材的Z向熱膨脹系數(shù)ppm/ºC。一般來講,介電常數(shù)低的板材,這個熱膨脹系數(shù)會大一些,不同Z向熱膨脹系數(shù)的板材做成多層板,可能會出現(xiàn)加工問題和不良率現(xiàn)象等。多層板設(shè)計時盡量采用熱膨脹系數(shù)低一點的高介電常數(shù)基材。
在毫米波頻段,基板表面銅箔的粗糙度比較影響傳輸線的導(dǎo)體損耗,根據(jù)制造工藝和性能,可將PCB銅箔劃分為壓延銅箔(RA)和電解銅箔(ED)兩類。

壓延銅箔采用純銅坯料經(jīng)過連續(xù)碾壓壓縮而成,具有表面光滑平整、粗糙度低和良好的導(dǎo)電性能,適用于高頻信號傳輸。然而,壓延銅箔的成本較高,厚度范圍受限。電解銅箔則是通過在銅板上進行電解沉積加工而獲得,其中一面光滑,一面粗糙,粗糙面與基板粘合,而光滑面則用于電鍍或蝕刻。電解銅箔的優(yōu)點在于成本較低,厚度范圍廣。然而,其表面粗糙度較高,導(dǎo)電性能較差,不適用于高頻信號傳輸。
PCB廠小編為大家講解了汽車天線PCB設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容,了解到其使用的板材有諸多類型。在加工這些板材時,需要注意其板子的特性材質(zhì),才能夠確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

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