Automobilgintzako radar aplikazioan seinalearen maiztasuna 30 eta 300 GHz artean aldatzen da, nahiz eta 24 GHz bezain baxua.Zirkuitu-funtzio ezberdinen laguntzaz, seinale hauek transmisio-lerroen teknologia desberdinen bidez transmititzen dira, hala nola, mikrobanda-lerroak, banda-lerroak, substratu integratuaren uhin-gida (SIW) eta lurreko uhin-gida koplanarra (GCPW).Transmisio-lerroen teknologia hauek (1. irudia) mikrouhinen maiztasunetan erabiltzen dira normalean, eta batzuetan uhin milimetrikoen maiztasunetan.Maiztasun handiko baldintza honetarako bereziki erabilitako zirkuitu laminatuzko materialak behar dira.Microstrip line, transmisio-lerroen zirkuituaren teknologia sinpleena eta erabiliena denez, zirkuituaren kualifikazio-tasa altua lor dezake ohiko zirkuitu prozesatzeko teknologia erabiliz.Baina maiztasuna uhin milimetrikoaren maiztasunera igotzen denean, baliteke zirkuitu bidezko transmisio-lerrorik onena ez izatea.Transmisio linea bakoitzak bere abantailak eta desabantailak ditu.Esate baterako, mikrostrip linea prozesatzeko erraza den arren, erradiazio-galera handiaren arazoa konpondu behar du uhin milimetrikoen maiztasunean erabiltzen denean.
1. Irudia Uhin milimetrikoen maiztasunera igarotzean, mikrouhin-zirkuituen diseinatzaileek gutxienez lau transmisio-lerroen teknologiaren aukerari aurre egin behar diote mikrouhinen maiztasunean.
Microstrip linearen egitura irekia konexio fisikorako komenigarria den arren, maiztasun handiagoetan ere arazo batzuk eragingo ditu.Mikrostrip transmisio-lerroan, uhin elektromagnetikoak (EM) zirkuituko materialaren eroalean eta substratu dielektrikoan zehar hedatzen dira, baina uhin elektromagnetiko batzuk inguruko airean zehar hedatzen dira.Airearen Dk balio baxua dela eta, zirkuituaren Dk balio eraginkorra zirkuituaren materialarena baino txikiagoa da, zirkuitu simulazioan kontuan hartu behar dena.Dk baxuarekin alderatuta, Dk handiko materialez egindako zirkuituek uhin elektromagnetikoen transmisioa oztopatu eta hedapen-abiadura murrizten dute.Hori dela eta, uhin milimetrikoko zirkuituetan Dk baxuko zirkuituko materialak erabili ohi dira.
Airean energia elektromagnetiko-maila jakin bat dagoenez, microstrip line zirkuitua airera irradiatuko da, antena baten antzera.Horrek alferrikako erradiazio-galera eragingo dio mikrostrip linearen zirkuituan, eta galera areagotu egingo da maiztasuna handitzean, eta horrek erronkak ekartzen dizkie mikrostrip linea aztertzen duten zirkuituen diseinatzaileei zirkuituaren erradiazio-galera mugatzeko.Erradiazio-galera murrizteko, Dk balio handiagoa duten zirkuitu-materialekin mikrobanda-lerroak fabrika daitezke.Hala ere, Dk-ren igoerak uhin elektromagnetikoen hedapen-abiadura motelduko du (airearekiko), seinalearen fase-aldaketa eraginez.Beste metodo bat erradiazio-galera murriztea da zirkuitu-material meheagoak erabiliz mikrostrip-lerroak prozesatzeko.Hala ere, zirkuitu material lodiagoekin alderatuta, zirkuitu meheko materialak kobrezko paperaren gainazaleko zimurtasunaren eragina jasango du, eta horrek seinalearen fase-aldaketa ere eragingo du.
Microstrip line zirkuituaren konfigurazioa erraza den arren, mikrostrip line zirkuituak uhin milimetrikoko bandan tolerantzia-kontrol zehatza behar du.Esaterako, zorrotz kontrolatu behar den eroalearen zabalera, eta zenbat eta maiztasun handiagoa izan, orduan eta zorrotzagoa izango da tolerantzia.Hori dela eta, uhin milimetrikoko maiztasun-bandan mikrostrip-lerroa oso sentikorra da prozesatzeko teknologiaren aldaketarekin, baita material dielektrikoaren eta kobrearen lodiera ere, eta beharrezkoa den zirkuituaren tamainarako tolerantzia-eskakizunak oso zorrotzak dira.
Stripline zirkuitu bidezko transmisio-lerroen teknologia fidagarria da, uhin milimetrikoen maiztasunean rol ona izan dezakeena.Hala ere, microstrip linearekin alderatuta, stripline eroalea euskarriz inguratuta dago, beraz, ez da erraza konektorea edo beste sarrera/irteera portu batzuk striplinera konektatzea seinalea transmititzeko.Stripline kable coaxial lau moduko bat bezala har daiteke, non eroalea geruza dielektriko batek bilduta eta gero geruza batek estaltzen duen.Egitura honek kalitate handiko zirkuituaren isolamendu-efektua eman dezake, seinalearen hedapena zirkuituko materialean mantenduz (inguruko airean baino).Uhin elektromagnetikoa zirkuitu-materialean zehar hedatzen da beti.Stripline zirkuitua zirkuitu materialaren ezaugarrien arabera simula daiteke, airean uhin elektromagnetikoen eragina kontuan hartu gabe.Hala ere, ertainez inguratutako zirkuituaren eroalea prozesatzeko teknologiaren aldaketen aurrean zaurgarria da, eta seinaleen elikaduraren erronkek zaildu egiten dute striplineari aurre egitea, batez ere konektorearen tamaina txikiagoko uhin milimetrikoen maiztasunean.Hori dela eta, automobilgintzako radaretan erabiltzen diren zirkuitu batzuetan izan ezik, striplineak normalean ez dira uhin milimetrikoen zirkuituetan erabiltzen.
Airean energia elektromagnetiko-maila jakin bat dagoenez, microstrip line zirkuitua airera irradiatuko da, antena baten antzera.Horrek alferrikako erradiazio-galera eragingo dio mikrostrip linearen zirkuituan, eta galera areagotu egingo da maiztasuna handitzean, eta horrek erronkak ekartzen dizkie mikrostrip linea aztertzen duten zirkuituen diseinatzaileei zirkuituaren erradiazio-galera mugatzeko.Erradiazio-galera murrizteko, Dk balio handiagoa duten zirkuitu-materialekin mikrobanda-lerroak fabrika daitezke.Hala ere, Dk-ren igoerak uhin elektromagnetikoen hedapen-abiadura motelduko du (airearekiko), seinalearen fase-aldaketa eraginez.Beste metodo bat erradiazio-galera murriztea da zirkuitu-material meheagoak erabiliz mikrostrip-lerroak prozesatzeko.Hala ere, zirkuitu material lodiagoekin alderatuta, zirkuitu meheko materialak kobrezko paperaren gainazaleko zimurtasunaren eragina jasango du, eta horrek seinalearen fase-aldaketa ere eragingo du.
Microstrip line zirkuituaren konfigurazioa erraza den arren, mikrostrip line zirkuituak uhin milimetrikoko bandan tolerantzia-kontrol zehatza behar du.Esaterako, zorrotz kontrolatu behar den eroalearen zabalera, eta zenbat eta maiztasun handiagoa izan, orduan eta zorrotzagoa izango da tolerantzia.Hori dela eta, uhin milimetrikoko maiztasun-bandan mikrostrip-lerroa oso sentikorra da prozesatzeko teknologiaren aldaketarekin, baita material dielektrikoaren eta kobrearen lodiera ere, eta beharrezkoa den zirkuituaren tamainarako tolerantzia-eskakizunak oso zorrotzak dira.
Stripline zirkuitu bidezko transmisio-lerroen teknologia fidagarria da, uhin milimetrikoen maiztasunean rol ona izan dezakeena.Hala ere, microstrip linearekin alderatuta, stripline eroalea euskarriz inguratuta dago, beraz, ez da erraza konektorea edo beste sarrera/irteera portu batzuk striplinera konektatzea seinalea transmititzeko.Stripline kable coaxial lau moduko bat bezala har daiteke, non eroalea geruza dielektriko batek bilduta eta gero geruza batek estaltzen duen.Egitura honek kalitate handiko zirkuituaren isolamendu-efektua eman dezake, seinalearen hedapena zirkuituko materialean mantenduz (inguruko airean baino).Uhin elektromagnetikoa zirkuitu-materialean zehar hedatzen da beti.Stripline zirkuitua zirkuitu materialaren ezaugarrien arabera simula daiteke, airean uhin elektromagnetikoen eragina kontuan hartu gabe.Hala ere, ertainez inguratutako zirkuituaren eroalea prozesatzeko teknologiaren aldaketen aurrean zaurgarria da, eta seinaleen elikaduraren erronkek zaildu egiten dute striplineari aurre egitea, batez ere konektorearen tamaina txikiagoko uhin milimetrikoen maiztasunean.Hori dela eta, automobilgintzako radaretan erabiltzen diren zirkuitu batzuetan izan ezik, striplineak normalean ez dira uhin milimetrikoen zirkuituetan erabiltzen.
2. irudia GCPW zirkuituaren eroalearen diseinua eta simulazioa laukizuzena da (goiko irudia), baina eroalea trapezio batean prozesatzen da (beheko irudian), eta horrek eragin desberdinak izango ditu uhin milimetrikoen maiztasunean.
Seinalearen fase-erantzunarekiko sentikorrak diren uhin milimetrikoko zirkuitu aplikazio askotan (adibidez, automozioko radarra), fase-inkoherentziaren kausak minimizatu behar dira.Uhin milimetrikoen maiztasuneko GCPW zirkuitua kaltegarria da materialen eta prozesatzeko teknologiaren aldaketen aurrean, materialaren Dk balioaren eta substratuaren lodieraren aldaketak barne.Bigarrenik, zirkuituaren errendimendua kobre-eroalearen lodierak eta kobre-paperaren gainazaleko zimurtasunak eragin dezake.Hori dela eta, kobre-eroalearen lodiera tolerantzia zorrotz baten barruan mantendu behar da, eta kobre-paperaren gainazaleko zimurtasuna gutxitu behar da.Hirugarrenik, GCPW zirkuituan gainazaleko estaldura aukeratzeak zirkuituaren uhin milimetrikoen errendimenduan ere eragina izan dezake.Adibidez, nikel-urre kimikoa erabiltzen duen zirkuituak kobreak baino nikel-galera gehiago du, eta nikelezko gainazaleko geruzak GCPW edo microstrip-lerroaren galera handituko du (3. irudia).Azkenik, uhin-luzera txikia dela eta, estalduraren lodieraren aldaketak fase-erantzunaren aldaketa ere eragingo du, eta GCPWren eragina microstrip linearena baino handiagoa da.
3. Irudia Irudian ageri diren mikrostrip-lerroak eta GCPW zirkuituak zirkuitu-material bera erabiltzen dute (Rogers-en 8 mil lodiera duen RO4003C ™ laminatua), ENIG-en eragina GCPW zirkuituan mikrostrip-linean baino askoz handiagoa da uhin milimetrikoko maiztasunean.
Argitalpenaren ordua: 2022-10-05
