RF CMOS技术的毫米波雷达方案.doc

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1、RFCMOS技术的毫米波雷达方案　　TI提供行业首款也是唯一一款规模量产的单芯片CMOS毫米波传感器传统汽车雷达系统的局限性已经众所周知。传统雷达缺乏分辨率，无法分辨附近的物体。此外，雷达系统还常常发出虚假警报，并且它们始终无法足够快地处理信息，以满足高速应用。不过，汽车专家也认识到雷达技术的优点，尤其是它们能够在各种天气条件下工作的优势。他们认为雷达可以和视觉传感器一起协作，作为高度自动化车辆中的关键传感技术。人们已经充分了解了雷达系统的优势和劣势，那么问题来了，雷达技术该往什么方向发展呢？TexasInstruments（TI，德州仪器）希望用基于其标准芯片来回答这个问题。据麦姆斯咨询此

2、前报道，TI大约在一年前发布了其雷达芯片，据称能够提供“小于5cm的分辨率，探测范围达数百米，速度最高可达300km/h”。RFCMOS技术的毫米波雷达　　　　TI雷达和分析处理器部门总经理SameerWasson表示，在公司的雷达芯片推出一年后，其团队在汽车和工业应用领域都看到了巨大的应用前景。TI为汽车市场应用推出的AWR1642毫米波传感器已经大规模量产，Wasson称预计在今年末到2019年中期，将在OEM厂商的车辆中看到他们的雷达芯片。更让Wasson兴奋的是，他们的雷达芯片在工业应用领域的表现。TI为工业应用设计的毫米波传感器IWR1642，正在寻求各种应用，使它们能够进入从智能

3、建筑到工厂楼层和运输系统的所有领域。　　集成数字信号处理器（DSP）扮演重要角色Yole分析师预言，TI将迅速改变雷达技术领域的竞争现状。Yole射频器件和技术部门技术和市场分析师CédricMalaquin表示，其核心在于TI雷达解决方案的集成架构。TI的毫米波传感器件在一颗单芯片上集成了76~81GHz毫米波雷达、MCU（微控制器）以及数字信号处理器（DSP）。显然，更高的集成度在不影响性能的同时，可以降低器件尺寸、功耗以及雷达芯片的成本。例如，NXP（恩智浦）便率先将MCU集成进入了其RFCMOS收发器中。但是，TI更进了一步，将DSP也集成到了同一颗芯片中。Malquin表示，DSP

4、的集成非常关键，它通过改善功耗使器件尺寸降低了近60%。此外，DSP是目标探测和分类信号处理链的核心。　　确实，Wasson举例称TI毫米波传感器通过内置的DSP，实现了物体跟踪和分类，以及人数统计。内置DSP使用户能够将机器学习推向应用的最前沿。Yole的Malquin补充表示，在一个组件中集成DSP、MCU和收发器，带来了更低的互连损耗，以及更快的处理速度。TI毫米波雷达中使用的DSP是一款600MHz用户可编程的C674xDSP，以及一颗200MHz用户可编程的ARMCortex-R4F处理器。　　　　AWR1642毫米波雷达芯片的高级架构框图　　毫米波雷达探寻更广泛的汽车应用　　盲点

5、监测和自适应巡航等基础ADAS（先进驾驶辅助系统）功能已经很常见了，利用24GHz侧方雷达和77GHz前方雷达就可以轻松实现。Wasson表示对于TI毫米波雷达来说更有意义的是，其应用的快速扩展已经远远超越了常规的ADAS功能。例如，其毫米波传感器内置的数字处理功能可以过滤噪音，使TI的雷达芯片可以探测非常微小的运动，甚至是人或动物的呼吸，以判断车内是否有人或动物的存在。Wasson提到“儿童乘坐探测”，很可能将进入欧洲NCAP（新车评价规程）发展规划。他相信这将为TI雷达传感器在车身、传动和车厢内的应用打开大门。Tier1和OEM制造商正在寻求合适的传感技术来实现这类探测，而雷达传感器在这

6、方面优势更明显。例如，雷达可以“透视”毯子，确定毯子下面是否盖有儿童。　　Wasson解释称，由于其片上数字信号处理器可以探测心跳，TI的雷达芯片甚至可以分辨人和静态的物体（例如行李袋）。显然，视觉摄像头无法做到这一切。据TI称，除了探测汽车内部的生命体外，将MCU和DSP纳入雷达前端芯片还有助于“检测车门和后备箱附近的障碍物和可开启空间，以及入侵者警报和更智能的自动泊车”。Wasson强调，TI是唯一提供在一颗单芯片上集成前端、DSP和MCU的雷达解决方案的公司，也是唯一一家大规模量产毫米波雷达芯片的公司。Wasson说：“我们的竞争对手，其它硅器件供应商在宣传CMOS毫米波雷达芯片，但是

7、我们还没有在市场上看到它们的产品。如果要在2020年的车辆中看到这些产品，那现在就需要先实现雷达芯片的大规模量产。”　　成像雷达值得注意的是，TI正在将其雷达芯片扩展到成像应用。在传统的雷达应用中，雷达发射无线电波，接受反射波，然后利用这些信息来创建物体位置和运动的数据。而成像雷达则利用这些反射波来创建一幅图像。当无线电波从物体反射回来时，反射波会根据物体的状态而改变，包括无线电波传输的距离，末端物体的种类等