CN116347759A - 电路板组件、雷达及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供电路板组件、雷达及车辆。该电路板组件包括电路板、至少一个天线、至少两个射频芯片以及第一覆盖层。电路板包括多层芯板以及设置于相邻两层芯板之间的线路层;线路层包括多条第一传输线和多条第二传输线。第二传输线的两端分别与天线和第二射频芯片电连接第一覆盖层设置于电路板上;其中,第一覆盖层的相对介电常数与第一射频信号的传输速度线性相关,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线与第二传输线的长度比。第一传输线与第二传输线布线时,无需考虑布线长度相同的限制,在满足布线空间和位置的要求时,第一传输线与第二传输线布线可尽量布置成规则的直线形状。
Description
技术领域
本申请涉及雷达技术领域,具体涉及电路板组件、雷达及车辆。
背景技术
近年来,雷达应用越来越广泛,如毫米波雷达逐渐在汽车辅助驾驶、安防、医疗健康等领域发挥重要的角色。雷达正常工作需射频芯片各射频口与各天线之间分别通过低损耗、低色散的射频传输线进行互联。为了满足一定带宽内各天线到传输线的传输相位相同,还要求各天线通道对应的传输线之间几何等长。而为了实现等长,需在传输线中引入S弯等延长几何路径的结构,等长布线过程极为繁琐,并且等长布线导致的插损、通道间互耦也制约了雷达性能的进一步提升。
发明内容
本申请实施例提供电路板组件、雷达及车辆,用于降低布线的难度,提升雷达射频性能并缩短开发周期。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
本申请实施例的第一方面,提供一种电路板组件,包括电路板、至少一个天线、至少两个射频芯片以及第一覆盖层。电路板包括多层芯板以及设置于相邻两层芯板之间的线路层;线路层包括多条第一传输线和多条第二传输线;其中,任意两条第一传输线的长度相同,任意两条第二传输线的长度相同。至少两个射频芯片设置于所述电路板上,分别为第一射频芯片和第二射频芯片;第一传输线的两端分别与天线和第一射频芯片电连接,第一传输线用于在天线和第一射频芯片之间传输第一射频信号;第二传输线的两端分别与天线和第二射频芯片电连接,第二传输线用于在天线和第二射频芯片之间传输第二射频信号;第一覆盖层设置于电路板上,并覆盖多条第一传输线;其中,第一覆盖层的相对介电常数满足第一条件,第一条件为第一覆盖层的相对介电常数与第一射频信号的传输速度线性相关,并使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线与第二传输线的长度比。。
上述的电路板组件,通过第一覆盖层调整第一射频信号的传输速度,使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线与第二传输线的长度比,以此保证天线到传输线的传输相位相同。故而,第一传输线与第二传输线布线时,无需考虑布线长度相同的限制,在满足布线空间和位置的要求时,第一传输线与第二传输线布线可尽量布置成规则的直线形状。因此,第一传输线与第二传输线布线简单,降低了雷达的开发周期与开发难度,并且第一传输线与第二传输线的线长的缩短,也带来了更低的传输损耗。
可选地,电路板组件还包括第二覆盖层,第二覆盖层设置于电路板上,并覆盖多条第二传输线;其中,第二覆盖层的相对介电常数满足第二条件,第二条件为第二覆盖层的相对介电常数与第二射频信号的传输速度线性相关,并使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线与第二传输线的长度比;第一覆盖层和第二覆盖层的相对介电常数不同。如此,可同时通过第一覆盖层调节第一射频信号的传输速度以及通过第二覆盖层调节第二射频信号的传输速度,调整第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比,调整方式更为灵活,也更为精细,可适应更为复杂的布线要求。
可选地,至少一个天线包括发射天线;多条第一传输线包括多条第一发射传输线,第一发射传输线的两端分别与发射天线和第一射频芯片电连接;多条第二传输线包括多条第二发射传输线,第二发射传输线的两端分别与发射天线和第二射频芯片电连接;第一发射传输线和第二发射传输线的长度比为n,第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n,n>。如此,发射天线到第一发射传输线和第二发射传输线的相位相同,可使得毫米波信号在毫米波信号从发射天线发射时不产生相位差,从而提高相应的雷达的高分辨测角能力。
可选地,至少一个天线包括还包括接收天线;多条第一传输线还包括多条第一接收传输线,第一接收传输线的两端分别与接收天线和第一射频芯片电连接;多条第二传输线还包括多条第二接收传输线,第二接收传输线的两端分别与接收天线和第二射频芯片电连接;第一接收传输线和第二接收传输线的长度比为n2,第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n2,n2>0。如此,接收天线到第一接收传输线和第二接收传输线的相位相同,可使得接收到的毫米波信号在传递至相应的射频芯片过程中不产生相位差,从而提高相应的雷达的高分辨测角能力。
可选地,第一覆盖层和第二覆盖层同层设置。如此,制作更为方便。
可选地,芯板的材料与第一覆盖层的材料相同。如此,制作第一覆盖层的工艺更为简便。
可选地,第一传输线和第二传输线为微带传输线、同面波导传输线或接地共面波导传输线。上述类型的传输线的传输损耗相对较小,从而提高雷达的分辨率。
可选地,第一传输线和第二传输线包括直线段。如此,布线更为方便。
可选地,第一传输线和第二传输线位于同一层线路层。如此,同一次光刻工艺,因此制作工艺简单。
可选地,第一传输线和第二传输线的材料、宽度以及厚度中至少一个相同。如此尽量减少第一传输线和第二传输线差异对射频信号的传输速度的影响,以便通过覆盖层调整射频信号的传输速度。
本申请实施例的第二方面,提供一种雷达,雷达包括壳体和上述的电路板组件,电路板组件设置于壳体内。上述雷达的具有较高分辨测角能力。
一种车辆,车辆包括车身,以及设置于所述车身上的上述的雷达。雷达提供目标物的距离、速度以及方位角的信息,从而辅助驾驶员或无人驾驶系统进行判断,从而达到安全行车的目的。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图;
图2a为本申请实施例提供的一种雷达的内部结构示意图;
图2b为本申请实施例提供的一种雷达的剖面结构示意图;
图3a为本申请实施例提供的一种电路板组件的俯视结构示意图;
图3b为本申请实施例提供的波速-覆盖层介电常数曲线图;
图3c为本申请实施例提供的波速-覆盖层介电常数线性拟合关系图;
图3d为本申请实施例提供的传输线的传输相位的全波仿真结果图;
图3e为本申请实施例提供的传输线的长度示意图;
图3f为本申请实施例提供的毫米雷达波信号的示意图;
图3g为本申请实施例提供的确定覆盖层的相对介电常数的方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的一种电路板组件的剖面结构示意图;
图5为本申请另一实施例提供的一种电路板组件的俯视结构示意图;
图6为本申请另一实施例提供的一种电路板组件的俯视结构示意图;
图7为本申请另一实施例提供的一种电路板组件的俯视结构示意图;
图8为本申请另一实施例提供的一种电路板组件的俯视结构示意图。
附图标记:
01、汽车;02、雷达;021、壳体;022、电路板组件;10、电路板;11、芯板;12、线路层;13、第一传输线;14;第二传输线;131、第一发射传输线;132、第一接收传输线;141、第二发射传输线;142、第二接收传输线;20、天线;21、发射天线;22、接收天线;30、第一射频芯片;40、第二射频芯片;50、第一覆盖层;60、第二覆盖层;1a、目标物;S1、发射毫米波;S2、反射毫米波。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语可以包括但不限于相对附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语可以是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件附图所放置的方位的变化而相应地发生变化。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。此外,术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“耦接”可以是直接的电性连接,也可以通过中间媒介间接电性连接。
参考图1,本申请实施例提供一种车辆01。车辆01可以为小汽车、摩托车、大客车、卡车和工程车等等。本申请对车辆01的类型不做限定,以下为了方便举例说明,均是以小汽车为例进行说明。
参考图1,小汽车的外周设有雷达02。雷达02可用于对小汽车周边对目标物1a(如障碍物、行人)进行测距、测速和测方位角,从而提升小汽车驾驶的安全性,实现辅助驾驶。雷达02可以为激光雷达,毫米波雷达、超声波雷达,本申请对雷达02的类型不做限定,以下为了方便举例说明,均是以雷达02为毫米波雷达为例进行说明。
以下对毫米波雷达对目标物1a(如障碍物、行人)进行测距、测速和测方位角的原理进行距离说明。在本申请的一些实施例中,图2a所示的雷达02包括天线20。天线20包括发射天线21和接收天线22。发射天线21的数量为多个,多个发射天线21通常并列设置。同样的,接收天线22的数量为多个,多个接收天线22通常并列设置,并列设置是指各接收天线22之间相互平行。发射天线21和接收天线22的数量可相同或不相同。发射天线21可向外界发送毫米波,为方便描述,将发射天线21发送出去的毫米波称为发射毫米波S1。接收天线22可接收外界反射回的毫米波,为方便描述,将接收天线22接收的毫米波称为反射毫米波S2。
图1所示的雷达02可通过给目标物1a(如障碍物、行人)连续发送发射毫米波S1。然后,雷达02再接收从目标物1a返回的反射毫米波S2。在此情况下,发射毫米波S1和反射毫米波S2之间的时间差为毫米波的飞行时间。通过探测毫米波的飞行时间来得到目标物1a相对雷达02的距离。
或者,在本申请的另一些实施例中,雷达02也可以根据多普勒效应,通过计算返回反射毫米波S2与发射毫米波S1的频率变化,就可以得到目标物1a相对于雷达02的运动速度。
又或者,在本申请的另一些实施例中,雷达02还可以通过并列的接收天线22收到同一目标物1a返回的反射毫米波S2的相位差计算得到目标物1a相对雷达02的方位角。
雷达02提供目标物1a的距离、速度以及方位角的信息,从而辅助驾驶员或无人驾驶系统进行判断,从而达到安全行车的目的。
具体的,参考图1,雷达02可设置在车体的车头、车尾或车身侧面位置。本申请对雷达02在车体上设置位置不做限定。驾驶员通常对车前及车后的目标物1a较为关注,如前方或后方车辆,此时雷达02可设置在车头和车尾的位置,其朝向可直接对准目标物1a,如此,车体本身对雷达02遮挡相对较少。发射毫米波S1可直接传播到目标物1a,因而返回的反射毫米波S2信号质量好,从而提高了雷达02的分辨率。
需要说明的是,上述是以雷达02设置于车辆内为例进行的说明。在本申请的另一些实施例中雷达02还可以设置于安检设备,用于确定安检对象的距离,或者设置至于成像设备内用于确定成像对象的距离。
以下对上述雷达02的结构进行举例说明。示例的如图2b所述,雷达02可以包括壳体021和电路板组件022,电路板组件022设置于壳体021内。电路板组件022为雷达02的重要元件,主要用于发射和接收毫米波。壳体021为电路板组件022提供安装空间。壳体021包括腔体,电路板组件022设置在该腔体内。整个雷达02可以通过壳体021安装在目标装置上,如安检设备、车辆上。
本申请实施例提供的电路板组件022的具体结构,参照图3a,上述电路板组件022可以包括电路板10、至少一个天线20、至少两个射频芯片以及第一覆盖层50。电路板10包括多层芯板11以及设置于相邻两层芯板11之间的线路层12。线路层12包括多条第一传输线13和多条第二传输线14;其中,任意两条第一传输线13的长度相同,任意两条第二传输线14的长度相同。至少两个射频芯片设置于所述电路板10上,分别为第一射频芯片30和第二射频芯片40。如图3a,第一传输线13的两端分别与天线20和第一射频芯片30电连接,第一传输线13用于在天线20和第一射频芯片30之间传输第一射频信号。第二传输线14的两端分别与天线20和第二射频芯片40电连接,第二传输线14用于在天线20和第二射频芯片40之间传输第二射频信号。
此外,第一覆盖层50设置于电路板10上,并覆盖多条第一传输线13。其中,第一覆盖层50的相对介电常数与第一射频信号的传输速度线性相关,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线13与第二传输线14的长度比。
参照图4,电路板10包括多层芯板(core)11,线路层12可设置在任意相邻两层芯板11之间,例如可以设置在最外层的芯板11和与其相邻的芯板11之间。线路层12可以包括多条第一传输线13和多条第二传输线14,每条第一传输线13的长度相同。每条第二传输线14的长度相同。第一传输线13和第二传输线14的数量可相同也可不同。
需要说明的是,传输线的长度是指传输线的实际长度,即传输线沿实际布线路径的长度,而并非传输线布线后的首尾两端之间的直线距离长度。如图3e所示,传输线以“S”型布线路径布线,传输线的首段和尾端之间的直线距离L1长度为0.35厘米,而传输线沿“S”型布线路径的长度为0.5厘米。故而,根据本申请实施例的定义,传输线的长度为0.5厘米。
电路板组件022还包括天线20,天线20可如线路层12一样,设置在相邻两层芯板11之间。天线20可以是发射天线21也可以是接收天线22。
每个天线20可设置多个接口,例如,如图3a所示的T1、T2、T3、T4、T5至T6共6个接口。每个接口连接第一传输线13或第二传输线14。射频芯片,例如第一射频芯片30和第二射频芯片40,设置于电路板10上,如射频芯片的体积较大,可设置在最外层的芯板11表面。当然射频芯片的体积较小时,也可在芯板11设置安装槽,将射频芯片嵌入其中进行安装。第一射频芯片30和第二射频芯片40可为两个并联的芯片,也可以称之为级联芯片。射频芯片的数量不局限于两个,其数量可以更多,如3个、4个、5个等等。当射频芯片数量更多时,除第一射频芯片30和第二射频芯片40之外的其他射频芯片可命名为第三射频芯片、第四射频芯片等,以此类推。
第一射频芯片30可同样具有接口,例如,如图3a所示的B1、B2、B3三个接口,第一传输线13连接天线20的一个接口和第一射频芯片30的一个接口,在天线20和第一射频芯片30之间传输第一射频信号。第二射频芯片40可同样具有接口,例如,如图3a所示的A1、A2、A3三个接口。第二传输线14连接天线20的一个接口和第二射频芯片40的一个接口,在天线20和第一射频芯片30之间传输第一射频信号。每条第一传输线13连接天线20作为一条射频通道,同样每条第二传输线14连接天线20也作为一条射频通道。
这样,电路板组件022通过多颗射频芯片级联从而包括大规模的射频通道,大于一维雷达(只有一个射频芯片的雷达)的射频通道的数量,因此,包括该电路板组件022的雷达02具备高分辨测角能力的基础。一些雷达02如毫米波雷达,是通过并列的接收天线22收到同一目标物1a返回的反射毫米波S2的相位差计算得到目标物1a相对雷达02的方位角的。因而需要满足在一定带宽内各天线20到传输线的传输相位相同,使得毫米波信号在传输线上不会产生相位差。相关技术中通常是通过各天线20通道对应的传输线之间几何等长来实现,相对于该技术而言,本申请由于是通过第一覆盖层50调整第一射频信号的传输速度,来保证天线20到传输线的传输相位相同。因此摆脱了布线长度相同的限制。
需要说明的是,本实施例的电路板组件022不但适用于毫米波雷达,也可适用于其他具有各传输线的相位相等要求的雷达02。为便于描述本实施例以适用于毫米波雷达的电路板组件022为例进行说明。
在本实施例中,通过第一覆盖层50调整第一射频信号的传输速度,使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线13与第二传输线14的长度比,以此保证天线20到传输线的传输相位相同。
这里说的天线20可以是发射天线21也可以是接收天线22。以发射天线21为例对如何确定覆盖层的相对介电常数进行说明。参照图5,至少一个天线20包括发射天线21。多条第一传输线13包括多条第一发射传输线131。第一发射传输线131的两端分别与发射天线21和第一射频芯片30电连接。多条第二传输线14包括多条第二发射传输线141,第二发射传输线141的两端分别与发射天线21和第二射频芯片40电连接。第一发射传输线131和第二发射传输线141的长度比为n1,第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n1,n1>0。
在本实施例中,通过在第一发射传输线131上设置第一覆盖层50,调整第一射频信号在第一发射传输线131的传输速度,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n1,该速度比与第一发射传输线131和第二发射传输线141的长度比相等,如此,发射天线21到第一发射传输线131和第二发射传输线141的相位相同,可使得毫米波信号在毫米波信号从发射天线21发射时不产生相位差,从而提高相应的雷达02的高分辨测角能力。具体地,确定覆盖层的相对介电常数的方法如图3g所示,包括步骤S101~S105。
S101,确定传输线线长比。
发射天线21具有T1、T2、T3、T4、T5至T6共6个接口。第二射频芯片40具有A1、A2、A3三个接口,第一射频芯片30具有B1、B2、B3三个接口。其中,一个第一发射传输线131连接T4和B1接口,其长度为LA。一个第二发射传输线141连接T1和A1接口,其长度为LB。第一发射传输线131和第二发射传输线141的线长比η定义为:
η=LA/LB (1)
S102,仿真不同覆盖层的相对介电常数下传输线的波速。
传输线的表面覆盖有覆盖层,覆盖层的相对介电常数会影响该传输线传输的射频信号的传输速度,射频信号是以信号波的方式进行传播的,传输速度也可称为波速。
可通过全波电磁仿真软件计算不同覆盖层下传输线的波速。在本实施例中模拟过程是这样的,确定第一发射传输线131的规格(如材质、宽度等参数)以及长度LA,通过全波电磁仿真软件模拟不同第一覆盖层50下第一发射传输线131的波速,并将波速相比于光速做归一化处理。根据模拟得到的零散数据以波速/光速的比值作为纵轴,相对介电常数作为横轴,建立如图3b所示的波速-相对介电常数关系曲线图。
S103,建立波速与相对介电常数的映射关系。
通过观察图3b中的曲线形状,发现波速-相对介电常数成可能成线性关系。对上述模拟得到的零散数据进行线性拟合,得到波速-相对介电常数的关系直线图。其中,横轴为波速/光速的比值,纵轴为相对介电常数。在该图中,波速与相对介电常数成线性关系,具体为波速与相对介电常数成负相关。即,可通过设置不同相对介电常数的第一覆盖层50来调节第一射频信号的传输速度,并且在确定第一射频信号的目标传输速度后,可通过图3c查询其对应的第一覆盖层50的相对介电常数,以指导对第一覆盖层50进行设置。
S104,计算覆盖层的相对介电常数值。
假设第二射频信号从如图3a所示的第二射频芯片40的A1口到达T1天线20所需的时间为Tb,从第一射频芯片30的B1口到达T4天线20所需的时间为Ta。Ta与Tb分别满足:Ta=LA/Va,Tb=LB/Vb。为了使得从各个芯片输出的电磁波到达天线20的时延相等,应使得Ta=Tb。即:
Va/Vb=LA/LB (2)
由于第二射频芯片40无覆盖层覆盖,因此Vb是一个固定值。再根据式(1)-(2),可求得Vb=Va/η,计算Va的具体数值。获得Va的具体数值后,即可在图4中,找到对应的覆盖层的相对介电常数。如在其中一个实施例中,对于77GHz的微带传输线,Vb其值为0.637,当η=1.36,可得Va=0.425,此时对应的覆盖层的相对介电常数约为10。
S105,进行仿真模拟验证结果。
基于上述计算结果,在全波电磁仿真软件中可得到各传输线的传输相位。以图3a中第一射频芯片30的芯片A1口到T1天线20与芯片B1口到T4天线20的传输相位为例,来说明结果,因为其他传输路径的情况与之类似,这里不再重复。全波仿真结果如图3d所示,可以看到,该方法可以保证两个不等长的传输线(线长比η=1.36)的传输相位相同,误差在1°以内。
需要指出的是本申请实施例中的电路板组件具有优异的宽带电等长传输的特性。毫米波雷达中最常用的信号体制是FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave,调频连续波)波型,FMCW毫米波雷达周期性地发射啁啾(Chirp)信号。Chirp信号也可称为线性调频信号,该信号的信号频率线性增加且具有一定带宽,如图3f所示。根据FMCW毫米波雷达的原理,其测距精度ΔR将取决于Chirp信号的带宽,如式(3)所示:
ΔR=c/2B (3)
根据上式可知,信号带宽越大,则测距精度越高。在这样的情况下,毫米波雷达射频传输线能够在宽带内保持传输相位相等是十分重要的。本申请实施例所述的覆层电等长方案可以提供良好的宽带等相位传输。图3b计算了A1-T1与A4-T4传输线的波速-频率曲线。可以看到其波速在77-80GHz的带宽内保持稳定。这也解释了图3d中的宽带等相位传输特性,3GHz的带宽高于目前市售毫米波雷达典型带宽(~1GHz),将该电路板组件应用于毫米波雷达的设计中有助于提升雷达分辨率。
综上所述,本申请实施例的电路板组件022中,通过第一覆盖层50调整第一射频信号的传输速度,使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线13与第二传输线14的长度比,以此保证天线20到传输线的传输相位相同。故而,第一传输线13与第二传输线14布线时,无需考虑布线长度相同的限制,在满足布线空间和位置的要求时,第一传输线13与第二传输线14布线可尽量布置成规则的直线形状。即,在一些实施例中,第一传输线和第二传输线包括直线段,并且在另一些实施例中,第一传输线和第二传输线包括直线段因此,第一传输线13与第二传输线14布线简单,降低了雷达02的开发周期与开发难度,并且第一传输线13与第二传输线14的线长的缩短,也带来了更低的传输损耗。此外,第一传输线13与第二传输线14大部分时候不相同,也降低了等长布线导致的插损、通道间互耦、色散问题的出现概率,从而提高了电路板组件022的性能。需要说明的是,在布线空间受限或需要避让其他元件的时候,第一传输线13与第二传输线14布线的对应部分也可设置弯曲部位。
上述是以天线20为发射天线21为例,对如何确定第一覆盖层50的相对介电常数进行的举例说明。在本申请的另一些实施例中,参照图5,还可以以天线20为接收天线22为例来确定第一覆盖层50的相对介电常数。在此情况下,确定方法同图3g所示方法,在此不再赘述。
在该实施例中,参照图5,至少一个天线20包括接收天线22;多条第一传输线13还包括多条第一接收传输线132,第一接收传输线132的两端分别与接收天线22和第一射频芯片30电连接;多条第二传输线14还包括多条第二接收传输线142,第二接收传输线142的两端分别与接收天线22和第二射频芯片40电连接;第一接收传输线132和第二接收传输线142的长度比为n2,第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n2,n2>0。
在本实施例中,同样可以通过在第一接收传输线132上设置第一覆盖层50,调整第一射频信号在第一接收传输线132的传输速度,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n2。该速度比与第一接收传输线132和第二接收传输线142的长度比相等,如此,接收天线22到第一接收传输线132和第二接收传输线142的相位相同,可使得接收到的毫米波信号在传递至相应的射频芯片过程中不产生相位差,从而提高相应的雷达02的高分辨测角能力。确定覆盖层的相对介电常数的方法同样如图3g所示。
上述是以第一发射传输线131或第一接收传输线132设置第一覆盖层50为例,在本申请的另一些实施例中,参照图6,还可以在设置第一覆盖层50的基础上,在第二发射传输线141或第二接收传输线142上也设置第二覆盖层60。
在该实施例中,参照图6,电路板组件022还包括第二覆盖层60,第二覆盖层60设置于电路板10上,并覆盖多条第二传输线14;其中,第二覆盖层60的相对介电常数与第二射频信号的传输速度线性相关,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比等于第一传输线13与第二传输线14的长度比;第一覆盖层50和第二覆盖层60的相对介电常数不同。
第二覆盖层60的相对介电常数与第二射频信号的传输速度线性相关,可通过选择不同的相对介电常数的第二覆盖层60来调整第二射频信号的传输速度。第二覆盖层60的相对介电常数的确定方式可参照第一覆盖层50的相对介电常数的确定方法。本实施例中以发射天线21为例。在第一发射传输线131与第二发射传输线141的布线方案确定后,第一发射传输线131与第二发射传输线141的长度比即得到确定。采用如图3g所述的方法,确定第一覆盖层50的相对介电常数后,第一射频信号的传输速度也随之确定,并可获得第二射频信号的传输速度。可根据第一覆盖层50的相对介电常数来选择第一覆盖层50。然后可采用如图3g所述的方法,通过全波电磁仿真软件模拟不同覆盖层下第二发射传输线141的波速,根据模拟得到的零散数据,建立波速-相对介电常数关系曲线图,并在此基础上建立波速与相对介电常数的映射关系。根据该映射关系,从而得到第二射频信号的传输速度下对应第二覆盖层60的相对介电常数,以指导并设置第二覆盖层60。
如此,可同时调整第一射频信号在第一发射传输线131的传输速度和第二射频信号在第二发射传输线141的传输速度,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n1,该速度比与第一发射传输线131和第二发射传输线141的长度比相等。因此,发射天线21到第一发射传输线131和第二发射传输线141的相位相同,可使得毫米波信号在发射过程中不产生相位差,从而提高相应的雷达02的高分辨测角能力。并且,同时从第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度两个方向进行调整,使得调整方式更为灵活,也更为精细,可适应更为复杂的布线要求。
上述是以天线20为发射天线21为例,对如何在第一发射传输线131和第二发射传输线141分别设置第一覆盖层50和第二覆盖层60进行的举例说明。在本申请的另一些实施例中,参照图7,还可以以天线20为接收天线22为例,对如何在第一接收传输线132和第二接收传输线142分别设置第一覆盖层50和第二覆盖层60进行的举例说明。具体的方法与发射天线21的确定方法相同,在此不再赘述。
当然,参照图8,在其他实施例中,在第一接收传输线132上设置第一覆盖层50、在第二接收传输线142上设置第二覆盖层60时,也可以在第一发射传输线131上设置第一覆盖层50、在第二发射传输线141上设置第二覆盖层60。确定各覆盖层的相对介电常数的方法同样如图3g所示,不再赘述。
如此,一方面,可同时调整第一射频信号在第一发射传输线131的传输速度和第二射频信号在第二发射传输线141的传输速度,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n1,该速度比与第一发射传输线131和第二发射传输线141的长度比相等。因此,发射天线21到第一发射传输线131和第二发射传输线141的相位相同,可使得毫米波信号在发射过程中不产生相位差,从而提高相应的雷达02的高分辨测角能力。
另一方面,可同时调整第一射频信号在第一接收传输线132的传输速度和第二射频信号在第二接收传输线142的传输速度,以使得第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度的速度比为n1,该速度比与第一接收传输线132和第二接收传输线142的长度比相等。因此,发射天线21到第一接收传输线132和第二接收传输线142的相位相同,可使得毫米波信号在接收过程中不产生相位差,从而提高相应的雷达02的高分辨测角能力。
这样一来,在两方面的共同作用下,第一发射传输线131、第二发射传输线141、第一接收传输线132和第二接收传输线142布线时,均无需考虑布线长度相同的限制,可适应更为复杂的布线要求,并且可同时从第一射频信号的传输速度和第二射频信号的传输速度两个方向进行调整,使得调整方式更为灵活,也更为精细。
可选地,第一覆盖层50沿第一传输线13的延伸方向部分或全部覆盖第一传输线13,第二覆盖层60沿第一传输线13的延伸方向部分或全部覆盖第二传输线14。第一覆盖层50沿第一传输线13的延伸方向只要覆盖了部分第一传输线13,即会对第一射频信号的传输速度产生影响,因而对第一覆盖层50具体的覆盖方式不做具体限制。同理,对第二覆盖层60具体的覆盖方式不做具体限制。
可选地,第一覆盖层50和第二覆盖层60同层设置。如此,可同时制作第一覆盖层50和第二覆盖层60,或制成完成其中一个之后制作另外一个,因此制作更为方便。
可选地,芯板11的材料与第一覆盖层50的材料相同。如此,采用相同的材料制作芯板11和第一覆盖层50,因而工艺更为简便。
可选地,第一传输线13和第二传输线14为微带传输线、同面波导传输线或接地共面波导传输线。上述类型的传输线的传输损耗相对较小,从而提高雷达02的分辨率。
可选地,第一传输线13和第二传输线14位于同一层线路层12。如此,在同一层制作第一传输线13和第二传输线14,可同时制作第一传输线13和第二传输线14,因而速度更快。尤其当第一传输线13和第二传输线14位的材料相同时,可同时制作第一传输线13和第二传输线14,制作更为快速。
可选地,第一传输线13和第二传输线14的材料、宽度以及厚度相同。材料、宽度以及厚度会在一定的程度上影响射频信号的传输速度,材料、宽度以及厚度至少一个相同,如此尽量减少第一传输线13和第二传输线14差异对射频信号的传输速度的影响,以便通过覆盖层调整射频信号的传输速度。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种电路板组件,其特征在于,包括:
电路板,所述电路板包括多层芯板以及设置于相邻两层芯板之间的线路层;所述线路层包括多条第一传输线和多条第二传输线;其中,任意两条所述第一传输线的长度相同,任意两条所述第二传输线的长度相同;
至少一个天线;
至少两个射频芯片,设置于所述电路板上,分别为第一射频芯片和第二射频芯片;所述第一传输线的两端分别与所述天线和所述第一射频芯片电连接,所述第一传输线用于在所述天线和所述第一射频芯片之间传输第一射频信号;所述第二传输线的两端分别与所述天线和所述第二射频芯片电连接,所述第二传输线用于在所述天线和所述第二射频芯片之间传输第二射频信号;
第一覆盖层,设置于所述电路板上,并覆盖所述多条第一传输线;其中,所述第一覆盖层的相对介电常数满足第一条件,所述第一条件为所述第一覆盖层的相对介电常数与所述第一射频信号的传输速度线性相关,并使得所述第一射频信号的传输速度和所述第二射频信号的传输速度的速度比等于所述第一传输线与所述第二传输线的长度比。
2.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述电路板组件还包括:
第二覆盖层,设置于所述电路板上,并覆盖所述多条第二传输线;其中,所述第二覆盖层的相对介电常数满足第二条件,所述第二条件为所述第二覆盖层的相对介电常数与所述第二射频信号的传输速度线性相关,并使得所述第一射频信号的传输速度和所述第二射频信号的传输速度的速度比等于所述第一传输线与所述第二传输线的长度比;所述第一覆盖层和所述第二覆盖层的相对介电常数不同。
3.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述至少一个天线包括发射天线;
所述多条第一传输线包括多条第一发射传输线,所述第一发射传输线的两端分别与所述发射天线和所述第一射频芯片电连接;
所述多条第二传输线包括多条第二发射传输线,所述第二发射传输线的两端分别与所述发射天线和所述第二射频芯片电连接;
第一发射传输线和所述第二发射传输线的长度比为n1,所述第一射频信号的传输速度和所述第二射频信号的传输速度的速度比为n1,n1>0。
4.根据权利要求1或3所述的电路板组件,其特征在于,所述至少一个天线包括还包括接收天线;
所述多条第一传输线还包括多条第一接收传输线,所述第一接收传输线的两端分别与所述接收天线和所述第一射频芯片电连接;
所述多条第二传输线还包括多条第二接收传输线,所述第二接收传输线的两端分别与所述接收天线和所述第二射频芯片电连接;
第一接收传输线和所述第二接收传输线的长度比为n2,所述第一射频信号的传输速度和所述第二射频信号的传输速度的速度比为n2,n2>0。
5.根据权利要求2所述的电路板组件,其特征在于,所述第一覆盖层和所述第二覆盖层同层设置。
6.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述芯板的材料与所述第一覆盖层的材料相同。
7.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述第一传输线和所述第二传输线为微带传输线、同面波导传输线或接地共面波导传输线。
8.根据权利要求1所述的电路板组件,其特征在于,所述第一传输线和所述第二传输线包括直线段。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一传输线和所述第二传输线位于同一层所述线路层。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的电路板组件,其特征在于,所述第一传输线和所述第二传输线的材料、宽度和厚度中至少一个相同。
11.一种雷达,其特征在于,所述雷达包括:
壳体;
权利要求1~10中任一项所述的电路板组件,设置于所述壳体内。
12.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括车身,以及设置于所述车身上的如权利要求11所述的雷达。
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2021
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