汽車77GHZ毫米波雷達(dá)方案知多少
在汽車主動安全領(lǐng)域,汽車微波/毫米波雷達(dá)傳感器是核心部件之一,其中77GHZ毫米波雷達(dá)是智能汽車上必不可少的關(guān)鍵部件,是能夠在全天候場景下快速感知0-300米范圍內(nèi)周邊環(huán)境物體距離、速度、方位角等信息的傳感器件。
據(jù)了解,該產(chǎn)品的核心技術(shù)目前仍然是掌握在Bosch、Delphi、Denso、TRW、ConTI等幾大跨國巨頭的手里。目前,在77GHZ毫米波雷達(dá)領(lǐng)域,其技術(shù)和整體難度有以下幾點:
1.需要豐富的雷達(dá)系統(tǒng)和毫米波射頻設(shè)計經(jīng)驗與能力。而這一領(lǐng)域的人才多集中在軍方和國外廠商手里,技術(shù)封鎖、器件禁運、測試環(huán)境搭建困難,甚至連一份Datasheet和Demo都找不到。
2.77GHZ毫米波雷達(dá)需要非常高的可靠性設(shè)計與驗證過程。需要從系統(tǒng)、材料、軟硬件、結(jié)構(gòu)、測試驗證、生產(chǎn)工藝、一致性等多方面考慮,遠(yuǎn)高于普通消費級電子產(chǎn)品,也高于電信級產(chǎn)品可靠性要求,產(chǎn)品本身要達(dá)到ASIL-D,企業(yè)要達(dá)到ISO16949。舉一個例子:毫米波雷達(dá)是工作溫度范圍是 -40-125度。那意味著BOM中幾乎所有的物料都得是汽車級的
3.77GHZ毫米波雷達(dá)需要在足夠小的體積下達(dá)到足夠高的性能。國外量產(chǎn)產(chǎn)品基本上都能達(dá)到200米以上的有效探測距離,國內(nèi)有一些實驗室的版本,探測距離尚不足100米,而且天線尺寸巨大,無法實用化。
4. 77GHZ毫米波雷達(dá)對成本的要求非常高(低于100美金)。汽車有點類似消費級市場,成本非常關(guān)鍵。產(chǎn)品再好,成本高了就沒法落地。所以,創(chuàng)業(yè)者要想降低成本,對于分立RF、DSP、FPGA這些傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)架構(gòu)和器件就別想了,只能埋頭研究主流的T/R組件和芯片定制。
5. 批量生產(chǎn)測試校準(zhǔn)是個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。射頻類產(chǎn)品在批量生產(chǎn)過程中都需要做校準(zhǔn)和一致性檢測,需要有豐富的射頻系統(tǒng)測試校準(zhǔn)經(jīng)驗來搭建這套測試裝備,而這套生產(chǎn)測試裝備的開發(fā)難度比雷達(dá)本身更高。
目前有完整的汽車?yán)走_(dá)解決方案的有恩智浦∕飛思卡爾、ST和英飛凌三家。
一:英飛凌77GHz 汽車?yán)走_(dá)方案
System diagram for automoTIve 24GHz radar system
System diagram of automoTIve 77 GHz radar system
二:恩智浦∕飛思卡爾77GHz 汽車?yán)走_(dá)方案
恩智浦∕飛思卡爾在研發(fā)一款代號為「海豚」的雷達(dá)原型芯片。這款芯片基于數(shù)字CMOS芯片處理技術(shù),設(shè)計最佳運行帶寬為 80GHz,但產(chǎn)品可在77GHz——81GHz的帶寬范圍內(nèi)正常工作。
三:意法半導(dǎo)體24GHz/77GHz 汽車?yán)走_(dá)方案
盡管前文提到核心技術(shù)和產(chǎn)品還集中在國外巨頭手中,人才儲備方面還有一些困難。但國內(nèi)取得的成績也不容小覷,特別是近期沈陽承泰科技有限公司在研發(fā) 77GHz汽車毫米波雷達(dá)上也有取得突破,預(yù)計今年產(chǎn)品會問世。盡管目前還不清楚產(chǎn)品細(xì)節(jié),尤其其中的前端雷達(dá)傳感器集成電路是否自主研發(fā)還是選用國外芯 片,但無論如何這是我國77GHz汽車毫米波雷達(dá)傳感器產(chǎn)業(yè)的大舉動,值得期待。