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技術(shù)干貨 | AoP技術(shù)如何擴(kuò)展雷達(dá)傳感器在汽車(chē)應(yīng)用中的布局

本文作者：helen 點(diǎn)擊： 2021-12-09 11:40

前言：

毫米波雷達(dá)為汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用提供了一種高度精確的感應(yīng)方式，可提供富有洞察力的物體信息，如距離、角度和速度，從而實(shí)現(xiàn)更智能的感應(yīng)解決方案，用于檢測(cè)幾厘米到幾百米范圍內(nèi)的物體。

通常，雷達(dá)傳感器安裝在由雷達(dá)收發(fā)器、天線、電源管理電路、存儲(chǔ)器和接口外設(shè)組成的印刷電路板(PCB)上。PCB上的天線需要使用高頻基板材料，如圖1所示的銀色材料 Rogers R03003。

圖 1：PCB上帶有天線的雷達(dá)傳感器

封裝天線(AoP)技術(shù)消除了對(duì)高頻基板材料的需求，并降低了成本、制造復(fù)雜性和大概 30%的布板空間。TI的AoP技術(shù)利用倒裝芯片封裝技術(shù)將天線放置在無(wú)塑封基板上，防止因天線穿過(guò)塑封材料時(shí)產(chǎn)生損耗而降低效率并導(dǎo)致雜散輻射。使用多層基板可進(jìn)一步減小電路板尺寸，并使得天線和硅片更容易重疊。

AWR1843AOP器件直接將天線集成到封裝基板上，如圖2所示。

圖 2：具有AoP技術(shù)的TI雷達(dá)傳感器

使用AoP技術(shù)可實(shí)現(xiàn)如下優(yōu)勢(shì)：

• 減小外形尺寸。

• 降低物料清單成本。

• 無(wú)需設(shè)計(jì)、仿真和調(diào)整天線性能，從而降低工程成本并加快產(chǎn)品上市時(shí)間。

• 通過(guò)縮短從器件到天線的布線來(lái)降低功率損耗。

AoP如何改善外部近場(chǎng)感應(yīng)應(yīng)用

汽車(chē)制造商趨向于提供一些ADAS之外的自動(dòng)化特性，例如車(chē)門(mén)和后備箱自動(dòng)開(kāi)啟。該特性需要一個(gè)高分辨率傳感器來(lái)檢測(cè)不同類(lèi)型的物體，避免在打開(kāi)車(chē)門(mén)和后備箱時(shí)發(fā)生碰撞。

TI的AWR1843AOP毫米波雷達(dá)傳感器用于近場(chǎng)感應(yīng)應(yīng)用，通過(guò)集成AoP技術(shù)的低功耗單芯片解決方案進(jìn)行三維檢測(cè)。這種高度集成的傳感器足夠小，可以安裝在門(mén)把手、腳踏板和B柱等空間內(nèi)。此外，AWR1843AOP的高距離分辨率使其能夠檢測(cè)任何大小、形狀或結(jié)構(gòu)的物體。

檢測(cè)多個(gè)靜態(tài)物體

AWR1843AOP在76GHz至81GHz的帶寬內(nèi)運(yùn)行，其距離分辨率小于4cm。通過(guò)結(jié)合寬視野和高距離分辨率特性，它可以同時(shí)檢測(cè)和區(qū)分多個(gè)靜態(tài)物體。如圖3所示，AWR1843AOP評(píng)估套件安裝在離地面43cm的車(chē)門(mén)上，交通錐標(biāo)在圖形用戶(hù)界面中標(biāo)記為紅色立方體，因?yàn)檐?chē)門(mén)在打開(kāi)時(shí)會(huì)碰到它。離傳感器較遠(yuǎn)的金屬桿被標(biāo)記為綠色，因?yàn)檐?chē)門(mén)在打開(kāi)時(shí)不會(huì)碰到它。

圖 3：檢測(cè)位于碰撞區(qū)內(nèi)的塑料錐標(biāo)和位于碰撞區(qū)外的金屬桿

檢測(cè)低高度物體

車(chē)門(mén)障礙物檢測(cè)傳感器需要一種具有三維視覺(jué)能力的解決方案，從而防止與傳感器高度以下的物體發(fā)生碰撞。其他感應(yīng)技術(shù)，如飛行時(shí)間和超聲波，可能無(wú)法檢測(cè)到遠(yuǎn)低于或高于傳感器高度的物體，它們不能提供檢測(cè)低高度物體（例如護(hù)柱和路緣）的可靠解決方案。基于攝像頭的解決方案可以檢測(cè)低高度物體，但在雨雪等惡劣天氣條下并不可靠。AWR1843AOP器件可在方位角和仰角平面上檢測(cè)低高度物體。毫米波雷達(dá)傳感器在惡劣的天氣條件下也適用。圖4顯示了使用AWR1843AOP評(píng)估模塊(EVM)檢測(cè)用作低高度路緣的煤渣砌塊。

圖 4：使用TI的AWR1843AOP EVM

檢測(cè)低高度路緣

檢測(cè)表面積很小的物體

自行車(chē)和購(gòu)物車(chē)等物體因其形狀和結(jié)構(gòu)而難以檢測(cè)。但憑借高距離分辨率和寬視野特性，AWR1843AOP可檢測(cè)表面積很小的物體，如圖5所示。

圖 5：使用AWR1843AOP EVM

檢測(cè)表面積很小的物體

多模特性

AWR1843AOP具有多模可編程數(shù)字信號(hào)處理器，允許您為多個(gè)應(yīng)用重新配置相同傳感器。例如，您可以將AWR1843AOP器件用作障礙物檢測(cè)傳感器（用于自動(dòng)開(kāi)車(chē)門(mén)）以及側(cè)視雷達(dá)傳感器（用于在汽車(chē)行駛中檢測(cè)盲點(diǎn)區(qū)域的物體）。盡管實(shí)施了多種感應(yīng)應(yīng)用，這種多模特性仍然可以降低系統(tǒng)成本。圖6顯示了使用門(mén)障礙物檢測(cè)傳感器檢測(cè) 5m距離處的騎行者。

圖 6：使用門(mén)障礙物檢測(cè)傳感器

檢測(cè)5m距離處的騎行者

TI的AoP技術(shù)支持在新位置（例如門(mén)把手處）靈活放置傳感器。77GHz AWR1843AOP 傳感器可為門(mén)障礙物檢測(cè)、后備箱障礙物檢測(cè)、基本盲點(diǎn)檢測(cè)和泊車(chē)輔助等應(yīng)用加快上市時(shí)間并降低系統(tǒng)級(jí)成本。

關(guān)于德州儀器(TI)

德州儀器（TI）（納斯達(dá)克股票代碼：TXN）是一家全球性的半導(dǎo)體公司，致力于設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和銷(xiāo)售模擬和嵌入式處理芯片，用于工業(yè)、汽車(chē)、個(gè)人電子產(chǎn)品、通信設(shè)備和企業(yè)系統(tǒng)等市場(chǎng)。我們致力于通過(guò)半導(dǎo)體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，創(chuàng)造一個(gè)更美好的世界。如今，每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎(chǔ)之上，使我們的技術(shù)變得更小巧、更快速、更可靠、更實(shí)惠，從而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這就是工程的進(jìn)步。這正是我們數(shù)十年來(lái)乃至現(xiàn)在一直在做的事。欲了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)公司網(wǎng)站www.ti.com.cn。

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