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  • 雷达已成自动驾驶领域增长最快的部分 将在3-5年内爆发

    雷达已成自动驾驶领域增长最快的部分 将在3-5年内爆发

    自动驾驶蕴含着巨大潜力,以芯片为代表的半导体行业因此受益。 政策利好和技术进步,推动了ADAS(高级驾驶辅助系统)产业化进程加速。而ADAS是单车智能化的基础,也是无人驾驶的必经之路。 荷兰芯片制造商恩智浦首席技术官雷格(Lars Reger)近日表示,下一代完全的自动驾驶汽车有望在下一个十年实现,这一过程绝非一家独立的企业或独立的个人能够完成,需要的是一个强大的生态系统。他判断,看好雷达技术在汽车行业的应用,雷达芯片的需求也将在未来几年激增。 与造价高、商业化还未成型的激光雷达相比,造价更低、探测精度高、体积小,且受天气影响少的毫米波雷达将成为ADAS 不可替代的配置之一。 自动驾驶增长最快的部分 雷达已成为自动驾驶领域增长最快的部分。 车用雷达能准确提供汽车行驶环境的相关数据,无论当前还是未来都是汽车高级驾驶辅助系统ADAS的核心。简单的巡航系统只需要1~3个雷达系统和1个辅助摄像头,而4、5级的自动驾驶则需要6~10个雷达系统、6~8个辅助摄像头以及1~3个激光雷达。 从物理上来看,雷达传感能提供非常强劲的反应,因而能为光学系统提供很好的补充,基于摄像头和雷达的光学系统,将作为驱动者为自动驾驶打开大门。 全球市场上,雷达正以20%的速度增长,而中国市场的潜在增速是这个数字的两倍。“尽管目前市场份额很小,但之后即将迎来一个激增。”雷格表示,中国的监管推动了雷达市场的增长,比如一些与车道偏离警报、前部碰撞预警等相关的需求都推动了市场的增长。 与激光雷达相比,造价低、探测精度高、体积小,且受天气影响少的毫米波雷达将更快速地在更大范围得到普及。 高工智能产业研究院(GGAI)预计,到2020年全球量产新车至少有超过20%安装毫米波雷达,服务于汽车安全辅助驾驶的相关功能。 事实上毫米波雷达在汽车领域的应用早在上世纪90年代就已开始,不过当时技术门槛高、价格昂贵,因此一直没有大规模推广开。直到2012年左右出现了芯片级别的毫米波射频芯片,技术门槛和成本双双降低,才为汽车领域的广泛应用打开窗口。 毫米波雷达目前多装配于高端车,中端、低端车市场正处于刚刚开启阶段,随着智能驾驶及无人驾驶的发展,毫米波雷达将成为汽车的标配。单个毫米波雷达的价格,从数百元到上千元不等,价格乘以需求数量,雷达和芯片的市场想象空间都很大。 巨头相争毫米波雷达 作为毫米波雷达的核心器件——雷达芯片,一般主要分为射频的发射、接收芯片和基带处理芯片。雷达芯片在整个雷达产品中不仅成本占比大(目前占到毫米波雷达总成本的70%),同时由于在雷达中属于上游技术,毫米波雷达芯片向来是巨头的战场。 全球汽车毫米波雷达主要供应商为传统汽车电子优势企业,比如博世、大陆集团,其次为海拉、富士通天、电装、采埃孚天合、德尔福、奥托立夫、法雷奥等,9家企业的全球市场份额总计达到88%。而站在这些毫米波雷达巨头背后的,是英飞凌、恩智浦、飞思卡尔、意法半导体、德州仪器等芯片巨头。 英飞凌的77GHz芯片被用于基于雷达的驾驶员辅助系统,例如自适应巡航控制和碰撞警告,可识别距离最远250米的物体,目前已经有超过1500万片芯片的出货量,这些产品大都装在高端车上,未来有向中低端车型扩展的趋势。 雷格说,目前正在做的成像雷达即高分辨率雷达,能够和激光扫描一样精准。若能实现,雷达系统的成本将得到大幅下降。 恩智浦的竞争对手——格芯(Global Foundries)已经开始为以色列的4D高分辨率成像公司Arbe Robtics提供4级和5级自动驾驶行业首款实时4D成像雷达。 除了芯片企业,一级供应商也在纷纷布局雷达市场。大陆集团不久前发布了最新的第五代长短距雷达传感器,分辨率更高,可以更精确地检测出各种物体,即使是相对较小的物体也不例外。大陆集团的雷达传感器至今已有近3000万件产品批量生产。 大陆集团雷达项目管理负责人施密特(Norbert Hammer schmidt)表示,这款长距雷达可以根据所需的性能,最大能检测到远至300米的范围,开度角达到±60°。从2020年开始,所有新车登记都必须满足这些安全需求,才能达到欧洲新车安全评鉴协会(Euro NCAP)最高级的“五星”标准。 有研究数据预测,到2020年全球车载毫米波雷达出货量可达7200万颗。按国内ADAS渗透率在2020年达到30%估算,每套ADAS需要4个短距毫米波雷达和1个长距毫米波雷达,仅中国出货量就可达4500万颗,市场规模将超过200亿美元。 雷达芯片的巨大市场潜力吸引了众多芯片巨头参与,但业内真正能够提供尖端技术的企业并不多,国内新兴的雷达供应商及芯片企业也在摩拳擦掌,希望能在毫米波雷达市场中分一杯羹。虽然在供货数量、周期、价格等方面,国内厂商与上述巨头相比均处于劣势,但另一方面,下游供应商虽然不缺少芯片来源,但造价低的芯片仍存在巨大市场缺口,这意味着中国相关企业的机会。 国产雷达芯片路途尚远 根据罗兰贝格估计,2025 年全球ADAS市场规模约2000亿元,复合年均增长率将达到16%,产业链稳定高速增长。随着销售规模的扩大,ADAS 产品也将进入本地化生产阶段。 但目前,中国ADAS产业链几乎被国外大厂掌握,整车厂商主要以单项技术突破、发展特色产品以及系统集合的方式为突破点。在传感器领域,摄像头核心零部件CMOS掌握在日韩企业手中,国产化难度较大;激光雷达成本高且尚未商业化;超声波雷达门槛低且厂商众多;只有毫米波雷达国产化成绩显著尚可一搏。 目前国内毫米波雷达厂商并不多,大部分都是一些初创公司。包括华域汽车(600741.SH)的24GHZ毫米波雷达产品;智波科技[亚太股份(002284.SZ)参股]、承泰科技等已经研制出77GHZ毫米波雷达产品等。 2014年成立的上海加特兰微电子,是亚洲第一家通过车规认证的77GHz毫米波雷达芯片公司。2017年10月,加特兰发布了包括用于车载毫米波雷达的77GHz 芯片——Yosemite(2T4R)、Yosemite(4T8R)和用于工业级消费市场的60GHz 芯片Yellowstone。在60GHz的毫米波雷达方面,近年大热的无人机、机器人也在为其提供充分的应用场景。今年的慕尼黑电子展期间,加特兰又发布了更高集成度的系统单芯片。 加特兰的芯片同样具有级联的能力,可将多块芯片集成使用。基于其芯片的毫米波雷达,都是国内的厂商,目前已有部分产品进入了前装量产阶段。 随着毫米波雷达市场的兴起,会有更多海归人才和创新企业跑步进入毫米波雷达的战场,但由于芯片领域本身是一个高科技领域,需要克服的技术难题较多,尤其是汽车市场,国产雷达芯片还有很长的路要走。 主要有两方面的原因:一是国产雷达芯片只是射频收发组件,并完成射频上下变频功能,而收发单元在整个雷达系统中功能和成本比例并不很高,相比其他图像处理和ADAS芯片,目前国产的雷达芯片并不具备雷达信号处理相关算法的核心功能。二是从中国自主汽车与零部件发展历程看,国产零部件芯片(专用化芯片)需要经历国产零部件的发展并成熟后,市场机遇才能爆发(目前国产工业领域专业24GHZ芯片仍很难量产),因此,国产雷达芯片还需要3~5年的零部件稳定期后,才会出现真正的快速增长。

    时间:2020-06-05 关键词: 毫米波雷达 自动驾驶

  • 毫米波雷达有何优势?毫米波雷达是否能提升ADAS安全性?

    毫米波雷达有何优势?毫米波雷达是否能提升ADAS安全性?

    毫米波从去年开始,成为热门词汇。到今年,毫米波热度依旧不减。通信、导航等系统中,均存在毫米波身影。本文中,将对毫米波、毫米波雷达、毫米波雷达对ADAS安全性提升予以介绍。如果你对本文内容存在兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、什么是毫米波 什么是毫米波?毫米波实质上就是电磁波一个频段,其频率高于无线电,低于可见光和红外线,频率大致范围是30GHz—300GHz。这是一个非常适合车载领域的频段,在这个频段中,波长大概是1~10mm。因此我们将这个波段称为毫米波。 其次,毫米波雷达的原理是什么?当电磁波在传播时碰到另一种介质,会反弹回来,其时延是2倍距离/光速。返回来的波形和发出的波形之间会有频率差,这个频率差和时延是呈线性关系的:物体越远,返回的波收到的时间就越晚,那么它跟入射波的频率差值就越大。将这两个频率做减法,就可以得到二者频率的差频(差拍频率),通过判断差拍频率的高低就可以判断障碍物的距离。毫米波雷达就是利用了电磁波金属反射比大的特性。 从频段上来看,比较常见的车载领域的毫米波雷达频段有两类。 1、24GHz,目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内,用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。这个频段也有其缺点,首先是频率比较低,另外就是带宽(Bandwidth)比较窄,只有250MHz。 2、77GHz,这个频段的频率比较高,国际上允许的带宽高达800MHz。据介绍,这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达,所以主要用来装配在车辆的前保险杠上,探测与前车的距离以及前车的速度,实现紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。 从工艺层面来讲,目前毫米波雷达的两个主要工艺,一个是SiGe,一个是CMOS。SiGe的好处是传统半导体技术很成熟,在77GHz上SiGe的片子已经实现了大规模量产。CMOS的好处是集成度更高,未来可以把基带和射频都集中在一个SoC上,这是一个非常好的技术优势。从出货量上来看,目前还是SiGe比较大,因为在大功率情况下SiGe的性能比CMOS要好一些。这两种技术目前是并存的,未来的一段时间也将持续并存。 二、毫米波雷达的优势 在众多车载传感器中,每个传感器都有自身的特点,都存在各自特有的应用场景,所以未来一定是多种传感器融合的解决方案最优。汽车的安全性是一切发展的前提。各种传感器协同工作来实现车辆对周围环境高精度低延时的监控,而毫米波雷达凭借其可靠的表现(如应对恶劣天气条件)且唯一能够“全天候全天时”工作的超强能力,成为了汽车ADAS不可或缺的核心传感器之一! 三、全球汽车出货量的自动化程度趋势 除了不同传感器之间孰优孰劣之外,还有一个问题非常重要,那就是24GHz和77GHz两个频段谁更好。24GHz雷达传感器的探测距离约50m左右,距离相对较短,主要用于盲点监测(BSD),变道辅助(LCA)等。77GHz雷达传感器的的探测距离更长,可达到160m到230m。相比于24GHz,77GHz雷达传感器的频率更高、波长变短、系统带宽更宽,从而提高了距离和速度测量的精度和准确度,主要用于自动紧急制动(AEB)、汽车自适应巡航控制(ACC)和前向防撞预警(FCW)等。 24GHz频段与77GHz频段汽车雷达传感器的趋势 目前市场需要的是在复杂的场景下,能够更好解决问题并且价格可接受的产品,因此未来很长一段时间内,由于成本、性能、供应链等问题,77GHz雷达的分布位置和24GHz雷达将会完全不同,在整车上发挥不同的功能作用,77GHz并不会简单替代24GHz,而是会相当长一段时间内共存。 四、毫米波雷达提升ADAS安全 TI的毫米波雷达对于物体的穿透性非常好,在适应各种天气情况下的性能也非常好,而且成本很低。同时,因为是单芯片,整个成本可以降得很低,所以在整个性价比上可以实现很大的提升。 AWR1243适用于中长程雷达,可用于紧急制动、自适应巡航控制和高速公高度自动驾驶。相比之下,AWR1443中集成了MCU,适用于接近感测,比如用于乘员检测、车身传感器、驾驶室内手势识别和驾驶员。AWR1642则是再增加了DSP在其中,适用于超短和短程雷达,比如盲点检测、防后方碰撞/、车道变更辅助、行人/自行车检测、防碰撞、通警报、360度视角以及停车辅助。此外,对于无人驾驶汽车来说,其行驶场景会从高速公切换到低速密集区域,因此整个探测场景也要不断进行切换。这就需要实现动态多模式操作支持。而AWR12xx、14xx、16xx则可以从中远程到近距离实现完整覆盖。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,通过本文,希望大家对毫米波雷达、毫米波雷达对于ADAS安全性影响具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-06-01 关键词: 毫米波 毫米波雷达 指数

  • 迈矽科发布国内首款77GHz 长距离(LRR)车载雷达芯片

    迈矽科发布国内首款77GHz 长距离(LRR)车载雷达芯片

      9月3日,“第二届全球IC企业家大会暨第十七届中国国际半导体博览会(IC China 2019)”在上海召开。国内知名微波/毫米波芯片创业团队迈矽科微电子在展会上重磅发布了基于团队核心技术研发的MSTR001、MSTR002两款车载防撞雷达单片收发芯片,引发了与会者和行业上下游的极大关注。      迈矽科联合创始人侯德彬   “这两款芯片是迈矽科团队成立三年以来,坚持研发创新和投入的成果结晶,也是对迈矽科团队成员十余年技术积累的一个验证。我们可以给行业级客户提供成熟的产品测试使用,迈矽科希望与大家一道,共同推动中国在无人驾驶和芯片研发上的长足发展。”迈矽科团队创始人侯德彬在发布会上如是说。   自动驾驶分为Level0—Level5,其中Level0 指的是无自动驾驶,即人工驾驶;而汽车的驾驶辅助(Level1、Level2)中,需要包括摄像头、毫米波雷达等各种传感器的技术支持。从技术角度而言,MSTR001、MSTR002两款芯片能够满足Level1 AEC Q100车规等级要求。在关键指标上,迈矽科微电子毫米波雷达芯片的典型输出功率达到13dBm(全温度范围)并带有可调功率输出。发射链路可选择为双相调制(MSTR001)或者6-bit移相(MSTR002)输出。芯片同时包含了功率检测、温度传感与内建自检(BIST)的功能,可通过SPI接口进行灵活控制,主要参数均优于现有国际上现有产品。      迈矽科毫米波芯片封装照片   此外,MSTR001、MSTR002两款芯片采用SiGe工艺与eWLB封装,内置了26GHz VCO与8分频输出,并可接收外部本振输入,从而可级联工作、构成更大规模的雷达阵列,能够高性能地满足汽车自适应巡航、防碰撞等需求。   据了解,车载毫米波雷达的工作原理为,通过天线向外发射毫米波,接收目标反射信号,经后方处理后快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息,然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别分类,进而结合车身动态信息进行数据融合,最终通过中央处理单元(ECU)进行智能处理。   关于毫米波雷达芯片的发展机会,曾有行业专业预测称,谁能在 77GHz 频段中率先突围出来,谁就能掌握该项技术的主动权。而迈矽科本次发布的两款芯片,包括三个发射通道和四个接收通道,所有通道可独立工作于76-81GHz频率范围内,在带宽、探测距离、功耗等方面优势显著。   毫米波雷达作为无人驾驶的关键底层支撑,是迈矽科自团队创立之前便持续深耕的领域,已拥有十余年的理论和技术积累。侯德彬在发布会上介绍说,本次发布的两款毫米波雷达芯片,相较于目前行业中在研或正在测试的其他同类产品,其可靠性更高,而成本更低,对数据的处理更精准,算力更强,未来也能匹配除无人驾驶之外更多的应用场景。   目前,迈矽科的MSTR001、MSTR002两款芯片都已实现了小批量生产,同时已供货给多家上下游企业进行测试应用,未来有望拉动中国无人驾驶技术的又一次跨步。对此,中科创星董事总经理林佳亮评价表示:目前国际上车载毫米波雷达芯片的头部玩家主要是英飞凌、NXP这些成熟企业。而迈矽科的两款芯片成果,填补了国内在相关领域的技术空白,打破了毫米波雷达芯片在量产和可靠性上长期受制于人的局面,实现了从“0到1”的重要突破,同时该团队还可以提供包括芯片设计研发在内的最具性价比的综合解决方案。作为投资方,中科创星将持续看好该项目的成长性,我们愿与迈矽科携手,助推无人驾驶在中国的成熟落地,实现更安全、更智能的应用环境。

    时间:2020-05-26 关键词: 毫米波雷达 车载雷达

  • 大联大世平集团推出基于NXP产品的先进辅助驾驶解决方案

    大联大世平集团推出基于NXP产品的先进辅助驾驶解决方案

    2019年11月7日,致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下世平推出基于恩智浦(NXP)S32R274的77G mm Wave Radar之先进辅助驾驶解决方案。 毫米波(mmWave)是一种使用短波长电磁波(工作频率在30~300GHz范围内)的特殊雷达技术。雷达系统发射的电磁波信号被其发射路径上的物体阻挡继而会发生反射,通过捕捉反射的信号,雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。NXP S32R27是基于Power Architecture的32位微控制器,面向汽车和工业雷达应用,与之前的MPC577X产品相比,性能功耗比提高了4倍多,能够应对高级雷达信号处理,并将其与微控制器功能合并,适用于通用软件任务和汽车总线的对接。它提供独特的信号处理加速和强大的多核架构,可满足现代波束成形快速线性调频调制雷达系统所需的高性能计算需求。 由大联大世平推出的基于NXP S32R274+TEF8102的77GHz雷达参考设计解决方案,可用于RADAR软件开发、性能/系统的评估和应用演示,以帮助开发人员利用NXP技术快速进行高性能汽车雷达的原型设计。目前该方案的应用场景主要有车载辅助驾驶中的Blind Spot Detection(盲点侦测)、LaneChange Assistance(辅助变道)、Parking Assistance(辅助停车)、Simple Gesture RecogniTIon(简单的手势识别)等。 图示1-大联大世平推出基于NXP产品的77G毫米波雷达之先进辅助驾驶解决方案的展示板图 MCU Board:采用市场领先的雷达处理器NXP S32R274,搭配安全和高性能的雷达用电源管理芯片FS8410,同时集成用于高速通信的千兆位线速以太网MAC模块(ENET),通过MIPI-CSI2接收从RF Board发送的数据。S32R274是双Power Architecture e200z4 32位CPU,带有校验器内核(在锁步操作中可用),集成了信号处理工具箱(SPT),用于RADAR信号处理操作的高性能硬件加速。 RF Board:TEF810X(Dolphin)是一款单芯片77 GHz收发器,集成了3个发射通道和4个接收通道,高保真板载ADC和MIPI-CSI2传输接口,可以将数字化RADAR信号传输到MCU。 图示2-大联大世平推出基于NXP产品的77G毫米波雷达之先进辅助驾驶解决方案的方案块图 核心技术优势 汽车硬件设计方法,端到端NXP Total SoluTIon: NXP S32R274市场领先的雷达处理器 NXP TEF8102 RF CMOS收发器 NXP FS8410安全和高性能的雷达用电源管理IC 软件使用NXP汽车级的RSDK开发套件 进行应用开发时,可通过双色LED灯和蜂鸣器做警示功能 大幅缩短客户的产品上市时间 方案规格 硬件由MCU Board和RF Board组成,板间采用高速接插件连接 三通道中短距离发射天线Tx1 / Tx2 / Tx3(支持MIMO) 波束宽度(3dB)-方位向80°(Tx1~Tx3与Rx1~Rx4均相同) 波束宽度(3dB)-俯仰向12°(Tx1~Tx3与Rx1~Rx4均相同) 天线增益13dBi°(Tx1~Tx3与Rx1~Rx4均相同) 四通道接收天线Rx1~Rx4 通信接口:1×千兆以太网,1×CAN USB-ML Universal多合一开发调试接口

    时间:2020-05-18 关键词: 毫米波 毫米波雷达 大联大世平

  • 三大汽车芯片巨头押宝 自动驾驶的兴起改变了传统汽车毫米波雷达

    三大汽车芯片巨头押宝 自动驾驶的兴起改变了传统汽车毫米波雷达

    自动驾驶的兴起改变了传统汽车毫米波雷达行业的面貌。 对前视和360度环绕感知的需求不断增加,促使汽车制造商根据车内外的应用,寻求最佳的射频性能、功耗、分辨率和尺寸。 而高角分辨率(也被称为点云成像)汽车毫米波雷达市场正在成为全球三大汽车芯片巨头(恩智浦、德州仪器和英飞凌)的下一个战场。其中,恩智浦和英飞凌是传统雷达芯片市场的TOP2,德州仪器则是近两年凭借单芯片集成方案杀入这个市场。 成像雷达是雷达的一个子集,它的名字来源于它的高角分辨率能够提供清晰的图像。角度分辨率是区分在相同距离和相同相对速度范围内的物体的能力,同时能够在高分辨率下识别静态对象。 半年前,恩智浦宣布与一家中国供应商合作,巩固其在中国毫米波雷达市场份额,同时帮助开发所谓的“成像雷达”。随着ADAS及ADS市场渗透率逐步提升,作为感知组合中不可缺少的传感器,汽车毫米波雷达的市场需求将出现爆发式增长。 恩智浦表示,向更高级别自动驾驶系统的升级,是汽车雷达大幅增长的主要原因。今天的量产新车通常在L1和L2级ADAS上使用1到3个毫米波雷达(前向和角雷达),而未来的L4和L5级自动驾驶车辆可能会使用多达6-10个毫米波雷达。 但与此同时,传统毫米波雷达的缺陷之一,低分辨率一直是困扰行业的关键瓶颈。但作为毫米波雷达芯片供应商,恩智浦相信,有一天毫米波雷达可以直接与激光雷达竞争。 而此次恩智浦的合作重点就是推动高分辨率成像雷达的量产开发。 一年前,恩智浦宣布全套雷达收发器完成了业界唯一基于BiCMOS和先进RFCMOS工艺技术的产品组合,基于S32R汽车雷达处理平台帮助业内开发从小型紧凑型雷达传感器到高分辨率成像雷达传感应用。 这款基于12通道TX和16通道RX设计的高分辨率成像雷达方案,使用多个MR3003雷达收发器集成,提供高输出功率、低噪声和实现高分辨率成像所需的可扩展性。该雷达方案能够同时跟踪数千个目标,实时感知周围环境,并达到L4和L5级自动驾驶的需求。 成像雷达被认为是将比其他传感器更具成本和性能的综合性价比优势,在某些情况下,成像雷达有可能识别道路上的物体,如自行车、人或小体积障碍物。同时,兼具应对恶劣天气状况的传统优势,至少到目前为止,摄像头、超声波和激光雷达都做不到。 近年来,许多一级汽车零部件供应商、芯片制造商,包括一些初创公司,都在研发成像雷达技术。大多数人认为它的成本将是激光雷达的五分之一,有的企业甚至声称可以把成本做到目前量产77GHz雷达的水平。 恩智浦表示,该公司对这项技术的发展寄予厚望。该公司相关负责人甚至表示,“我们的目标是大幅改进毫米波雷达性能,最好不需要激光雷达。” 成像毫米波雷达,也被定义为4D(3D空间+速度)成像,通过将分辨率提升至接近激光雷达的水平,既解决对小物体的识别,以及移动、静止物体的跟踪,同时,毫米波雷达的穿透力(超视距能力)是对激光雷达的缺陷弥补。 而市面上已经量产的77GHz雷达,返回的是被测目标的抽象图像,不能用于分类,比如确定他们是行人、骑自行车的人、动物、建筑物还是其他车辆。此外,对于静止目标的探测也缺乏相应的能力。 同时,在与视觉融合方面,4D毫米波雷达具备天然优势。点云毫米波雷达就可以把摄像头的短板很好地补上,对周边复杂环境可以3D实时建模,对行人车辆的精准距离和速度监测。 可见,成像雷达是唯一能在各种天气和能见度条件下保持鲁棒性,并在方位角和仰角上都能达到1度角分辨率(甚至在超分辨率算法下更低)的传感器。 几乎和恩智浦同一时间,德州仪器也推出了第一个高度集成的雷达传感器芯片AWR1642。与竞争对手不同的是,德州仪器通过增加一个微控制器单元和一个数字信号处理器,在同一个系统芯片上集成了多个收发单元。 该公司通过将4个单芯片AWR1243雷达前端设备串联起来,证明了它可以提供高达1.6度的角度分辨率,并可以检测250米以上的车辆。 今年,德州仪器再次推出升级版AWR1843,有7个通道,包括4个接收器(Rx)和3个发射机(Tx),以及一个MCU,一个DSP,都集成在同一个芯片和天线上。此外,通过将MCU和DSP放在同一个芯片上,并在芯片的顶部安装天线,大大减少PCB的占用空间,节省了近80%的空间。 而这种雷达的另一大应用场景,就是座舱内的人员及物体监控,如检测乘客或司机的姿势,甚至是手势识别,而不需要基于摄像头视觉(在欧美,摄像头监控一直存在个人隐私的风险)。 以AWR1843单芯片雷达传感器为例,通过安装在车顶,可以准确检测车内乘员,判断乘员是成人还是儿童。同时,分类软件可以输出每个座位上的乘员位置,具有较高的精度。 现在,作为传统雷达芯片巨头的英飞凌,也决定杀入汽车级成像雷达市场。这也意味着距离规模量产的时间日益临近。 几周前,高分辨率成像雷达初创公司傲酷雷达(Oculii)宣布,和英飞凌合作开发雷达软件解决方案,基于后者的AURIX MCUs、MMIC和电源硬件平台的芯片组合,以及傲酷雷达的虚拟孔径成像算法,以具有吸引力的价格提供高分辨率性能。 和大多数高分辨率雷达架构采用更多的物理天线和多芯片集成来提供更高的角度分辨率不同,傲酷雷达的专用虚拟孔径成像算法通过相位编码调制方案提高了阵列的角度分辨率,并基于更多的计算/内存实现更高的分辨率。 这意味着,该方案不需要更多的额外实体天线,因为这意味着更高的成本、尺寸和功率。傲酷雷达和英飞凌正在合作研发的解决方案,既可以为低成本的单芯片解决方案提供高性能优化,同时也可以量身定制多芯片高性能解决方案。 虚拟孔径成像算法是一个阵列乘法器,使MIMO雷达传感器的角度分辨率提高10倍以上,与现有的大规模量产的雷达相比,它可以提供低于1度的角分辨率。 这种方法的巨大优势是在硬件成本上和传统毫米波雷达类似的情况下,突破了角分辨率这个毫米波雷达最大的瓶颈,将催生出很多新的可能性。 比如,有了4D点云成像技术加持后,未来的前向雷达,在同等FOV情况下 ,可以达到0.1-0.2°角分辨率。同时,在探测距离300-400米时,也可以将车辆在哪个车道分辨清楚。 在英飞凌硅谷创新中心负责人看来,虚拟孔径成像技术与汽车级雷达解决方案相结合,可以在不需要多个有源收发器或昂贵的天线技术的情况下提高角度分辨率。 在此之前,英飞凌曾为谷歌提供过一款60GHz雷达芯片,用于高分辨率手势识别。谷歌则通过一种定制的机器学习模型来实现将数据转换成所谓的“快速手势识别”的能力。该芯片结合了调频连续波雷达和直接序列扩频雷达两种调制方式。还有多个波束形成天线,支持3D跟踪和成像。 目前,全球范围主要有两种点云成像雷达方案,一类是基于传统NXP、TI的CMOS雷达芯片,采用多芯片及天线集成或者软件虚拟方式来实现;另一类就是类似Arbe RoboTIcs、Vayyar、SteradianSemi、RFISee等初创公司,直接提供成像雷达芯片。当然,还有一些企业利用超材料技术研发全新的雷达架构。 而成像雷达的下一步,就是提升机器学习的能力。 恩智浦在今年推出的一款车规级的AI工具包,除了应用于传统的视觉领域,未来的雷达有望使用神经网络根据其点云图像对道路使用者及障碍物进行分类。 这意味着雷达内部的芯片集成度越来越多。恩智浦在RF-CMOS收发器中集成了MCU,迈出了第一步。同样,德州仪器在集成DSP方面也走出了第一步,DSP能够将机器学习置于边缘侧,对物体进行分类、跟踪和计数成为可能。 同时,将DSP集成在一个组件中,与MCU和收发器相结合,可以减少互连损耗,加快处理速度。以IWR1642为例,DSP是一个600MHz的用户可编程C674x DSP,还集成了一个200MHz的用户可编程ARM Cortex-R4F处理器。 “过去因为雷达分辨率很低,你根本无法做任何与机器学习相关的后期处理。”一位行业人士表示,现在因为有了成像雷达,就有了基于机器学习来理解场景的能力。 初创公司Arbe从一开始就思考如何将信号处理和人工智能置于现成的射频芯片组和数字信号处理器DSP之上,随后他们自主研发了数字处理器和专用集成电路。 Arbe的专利,基于人工智能,后处理软件堆栈包括一个基于雷达的同步定位和地图(SLAM)解决方案的动力由人工智能。SLAM算法实现实时聚类、跟踪、自定位、假目标滤波、基于雷达和基于雷达相机的目标分类。 这套人工智能算法可以识别被检测到的对象是否是人,而不是树,并且计算出它将在一秒内的位置,因为这对自动驾驶的决策有很大的影响。同时,还需要消除虚假目标。在最后一个阶段,它还与摄像头和套件中的其他传感器融合,以对多个传感器中的探测对象进行分类和匹配。 现在,毫米波雷达正在迈进高分辨率+智能时代。 在改进激光雷达和视觉方面,行业已经做出了很大的努力,特别是距离和分辨率方面已经达到了一个性能阈值。然而,像雷达这样的其他传感器,相对来说过去几年并没有太大的性能提升。 要知道,三年前,特斯拉还专门从德尔福挖来了雷达系统负责人,目的就是改善雷达性能,比如能否得到粗糙的点云。彼时,马斯克的态度就已经很明确,雷达可以穿透雨、雾、雪和灰尘,是性价比最高的感知组合的选择。 这位负责人在加盟特斯拉前的两年时间参与了德尔福下一代雷达系统的开发。(不过,在特斯拉呆了两年后,投奔了福特旗下的自动驾驶公司Argo AI) 毋庸置疑的是,下一代雷达仍将是汽车上最强劲、最可靠、性价比最高的传感器之一。当然,我们更不能忽视华为基于5G技术的雷达杀进汽车行业。 而对于没有跟上这一波毫米波雷达革新浪潮的企业,不管你是传统巨头还是初创公司(仍停留于对标传统雷达,而没有提前布局下一代技术),被淘汰出局是迟早的事。 要知道,接下来几年时间,在感知硬件方面仍然有很多创新。同时,软件定义汽车的概念,同样在影响着传统零部件的革新。

    时间:2020-05-11 关键词: 毫米波雷达 自动驾驶

  • 云帆瑞达科技公司的毫米波雷达在安防行业中的应用介绍

    云帆瑞达科技公司的毫米波雷达在安防行业中的应用介绍

    2020的此时此刻,注定是个特殊的早春,在料峭的寒风里,科技战"疫"是主旋律,这对任一行业,都将出现变革,新产品与新事物也将应运而生。与此同时,2020这一年盛世安防态势已现,因产业升级带来需求爆发与技术质变,安防行业已经彻彻底底进入大变革时期,大变革也意味着大机会。在无处不AI的时代,记者也想寻找一些独特的风景。于是,在一个阳光午后,走进了云帆瑞达科技(深圳)有限公司,看看这家以毫米波雷达来战安防的企业,其所视所想以及所作所为。 公司总经理李刚与许多技术派企业家气质不同,身上多了些随性与睿智,穿着休闲而随意,把几乎所有精彩都集中到他侃侃而谈的言辞间,这也让采访在愉悦中悄然展开。 战安防,毫米波雷达拓展安防应用边界 记者虽在行业问道十几载,却对毫米波雷达鲜有闻之,仅从最近5G技术中的毫米波有之接触。据记者了解,毫米波雷达,指的是工作在毫米波波段(millimeterwave)的雷达,透过天线发射毫米波,及接收障碍物反射回来的讯号,来计算出与目标的相对速度、距离以及角度。李刚耐心告诉记者,毫米波雷达是军转民产品,民用后是从车载雷达应用起步,逐渐应用到家庭中。毫米波雷达的24G,60G,77G产品,因为测量距离比较远,并且可以测量亚毫米的运动幅度,可在区域闯入安防、睡眠管理、家电感知、道闸控制、生理探测等等有运动状态变化的多场景中,通过不同运动幅度的算法,做出不同级别的传感器产品。 安防最本质的三要素是感知、响应与干预。尽管AI满足了部分从被动防范到主动干预功能,但安防在最原本的感知层面,却并非尽善尽美。在与李刚采访中得知,毫米波雷达可以精准确定探测目标的距离、速度和角度等数据,相较于同类的超声波雷达以及IPC摄像机与红外传感器,在感应机制方面通过移动及生理信号来探测,具备穿透非金属物体能力,不受温度和环境要求,其在使用寿命、稳定性、探测距离等方面都比其他几种传感器明显技高一筹,这是毫米波雷达与生俱来的优势。 那,如何以一技之能来拓展和变革场景化应用,又是李刚与他领航的云帆瑞达亟待解决的问题。 在安防,毫米波雷达小荷已露尖尖角 技术才是为各个行业带来革新的绝佳武器,时至今日,安防已然成为一种业务,来满足多场景对于安全管理的需求。场景优先,技术先行,技术是场景的催化剂、场景是技术的炼火石。那么,在云帆瑞达的视野里,如何以毫米波雷达来为多场景"量身订做"呢? 李刚说,对于毫米波雷达而言,这是最好的时代! 智能家居、智能酒店、养老居家的安居设备互动在2019年快速增长,市场对于家居隐私和联动准确性有了强烈需求,毫米波雷达产品在降低了成本之后,可以解决市场痛点。云帆瑞达以毫米波雷达产品来聚焦几大场景: 一个企业的成功,只有将自身进步建立在整个社会进步之中,才具备"时"与"势"。中国人口有25%老年人,养老问题成大热。在养老家居领域,需要感知家里有人无人、跌倒监测以及关乎于呼吸暂停、呼吸心跳数据、睡眠质量等生理检测。此外,保护个人隐私生活方面也值得关注。目前在一个家庭中,这些都渐成刚需,却也成痛点,亟待技术突破来填补空白。云帆瑞达的毫米波雷达产品,不受光线和隐私的限制,通过测量生理呼吸来判断是否有人,并且由于雷达具有穿透性,可以穿透服装和玻璃,木板来进行感知;同时他们企业产品还可以通过测量呼吸心跳,来判断老人的生理状态,对一些突发时间的报警有不可替代的功能。由于毫米波雷达是通过多普勒效应,根据运动状态来做算法,算法的不断迭代可以做到统计人数,跌倒检测等功能,真实有效满足居家养老需求。 几年前,智能家居在瞄准未来,很显然,当下智能家居的未来已来。尽管智能家居生态十分成熟,但依然有悬而未决的问题凸显。传统智能家居,对于房间的能源管理有要求,离家的自动关闭空调、灯、燃气,以及非法闯入是靠摄像头和红外传感器报警。但摄像头的隐私问题和红外的准确性在很多场景无法解决,毫米波雷达产品的准确性,隐私性完全没有障碍。与此同时,雷达产品的经济性高,信号输出简单,方便场景互动,由于具备穿透性特点,可以十分便捷将雷达装入家电和灯具中使用,也可与IPC摄像头形成互补联动。 采访后记: 小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头。云帆瑞达执着于毫米波雷达产品,以其技术之能拓展基于物联网雷达的多场景化应用,并希望将应用规模化来使价格下探,与更多传感器连接,来助推安防变革,让效能倍增。 在这个生态百出的时代,云帆瑞达看到吃穿住行的智能化是未来必备场景,智能家居和养老居家已经生态化与平台化,而他们也期待成为生态一员,在保障用户隐私不收侵犯和安全基础上,依据不同场景做出适合不同性格的产品。比如:提供可以准确测量呼吸的毫米波雷达产品,通过测量呼吸,来做生理检测以及判断房间有人无人状态。对于这家践行毫米波雷达的生力军,值得市场期待与考验。毕竟,全坤未定时,谁都可能成为黑马。 而这家企业的领航人李刚,他是有智慧的,善于另辟蹊径走别人未走过的路。采访他是一件愉悦之事,他始终给记者从容之感,这是在激烈的市场竞争中充满自信,始终保持一颗平常心使然。2016年李刚就开始关注毫米波雷达技术,三年钻研,换来技术理论到产品化的飞跃,一年创业,欲将开启安防行业雷达应用的崭新篇章,这就是李刚一生信念,以毫米波雷达来征战安防市场,并与之奋斗不息。

    时间:2020-04-29 关键词: 安防行业 毫米波雷达

  • 毫米波雷达频段如何划分?几大毫米波雷达应用场景介绍

    毫米波雷达频段如何划分?几大毫米波雷达应用场景介绍

    毫米波在诸多方面的应用,使得毫米波异常火热。其中,最为火热的应用之一为毫米波雷达技术。本文中,将从两大方面对毫米波雷达加以阐述:1.车载毫米波雷达频段划分以及发展趋势解析,2.介绍毫米波雷达的几个应用场景。如果你对毫米波,疑惑对毫米波雷达存在一定兴趣,不妨继续往下阅读。 一、车载毫米波雷达频段划分 (一)频段介绍 从频段上来看,比较常见的车载领域的毫米波雷达频段有两类。 1、24GHz,目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内,用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。这个频段也有其缺点,首先是频率比较低,另外就是带宽(Bandwidth)比较窄,只有250MHz。 2、77GHz,这个频段的频率比较高,国际上允许的带宽高达800MHz。据介绍,这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达,所以主要用来装配在车辆的前保险杠上,探测与前车的距离以及前车的速度,实现紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。 从工艺层面来讲,目前毫米波雷达的两个主要工艺,一个是SiGe,一个是CMOS。SiGe的好处是传统半导体技术很成熟,在77GHz上SiGe的片子已经实现了大规模量产。CMOS的好处是集成度更高,未来可以把基带和射频都集中在一个SoC上,这是一个非常好的技术优势。从出货量上来看,目前还是SiGe比较大,因为在大功率情况下SiGe的性能比CMOS要好一些。这两种技术目前是并存的,未来的一段时间也将持续并存。 (二)毫米波雷达的优势 在众多车载传感器中,每个传感器都有自身的特点,都存在各自特有的应用场景,所以未来一定是多种传感器融合的解决方案最优。汽车的安全性是一切发展的前提。各种传感器协同工作来实现车辆对周围环境高精度低延时的监控,而毫米波雷达凭借其可靠的表现(如应对恶劣天气条件)且唯一能够“全天候全天时”工作的超强能力,成为了汽车ADAS不可或缺的核心传感器之一! (三)全球汽车出货量的自动化程度趋势 除了不同传感器之间孰优孰劣之外,还有一个问题非常重要,那就是24GHz和77GHz两个频段谁更好。24GHz雷达传感器的探测距离约50m左右,距离相对较短,主要用于盲点监测(BSD),变道辅助(LCA)等。77GHz雷达传感器的的探测距离更长,可达到160m到230m。相比于24GHz,77GHz雷达传感器的频率更高、波长变短、系统带宽更宽,从而提高了距离和速度测量的精度和准确度,主要用于自动紧急制动(AEB)、汽车自适应巡航控制(ACC)和前向防撞预警(FCW)等。 (四)24GHz频段与77GHz频段汽车雷达传感器的趋势 目前市场需要的是在复杂的场景下,能够更好解决问题并且价格可接受的产品,因此未来很长一段时间内,由于成本、性能、供应链等问题,77GHz雷达的分布位置和24GHz雷达将会完全不同,在整车上发挥不同的功能作用,77GHz并不会简单替代24GHz,而是会相当长一段时间内共存。 二、毫米波雷达应用场景 (一)智慧办公 在疫情防护的关键时刻,基于摄像头AI的技术确实可以帮助我们减少日常工作中直接或间接的接触,同时AI技术的采用也提升了办公空间的使用体验和利用率,但摄像头的大量使用也带来了一个比较大的隐患,即如何保护个人隐私?尤其是在一些非公开或半公开空间的场所,如员工办公区域、会议室等。 毫米波雷达相比摄像头最大的优点是不涉及隐私泄露,它的外观没有让人不安的镜头设计,更重要的是雷达的数据信息也是完全匿名的,符合相关隐私法规要求,可应用于更多不适合部署摄像头的办公场景。 相比AI摄像头技术隐私的问题,毫米波雷达还具备效益优势。由于雷达的识别处理基本都在本地设备侧完成,上传到后台云端数据量很少,仅仅为识别后的人员位置、轨迹信息或者统计处理后的信息,所以对整个物联网系统的网络带宽、云端资源的需求都非常有限,从而可以帮助企业大大降低系统的运营成本。 (二)智能家居 在养老家居领域,多方位感知变得尤为重要。需要实时保证居家老人呼吸心跳数据、睡眠质量等生理检测数据的正常。此外,目前在智慧家居中,保护个人隐私生活方面渐成刚需,却也成痛点,亟待技术突破来填补空白。而毫米波雷达产品,不受光线和隐私的限制,通过测量生理呼吸来判断是否有人,同时还可以通过测量呼吸心跳,来判断老人的生理状态,对一些突发时间的报警有不可替代的功能,将有效满足居家养老需求。 此外,在传统智能家居中,自动关闭空调、灯、燃气,以及非法闯入是靠摄像头和红外传感器报警联合系统运作的,但摄像头的隐私问题和红外的准确性在很多场景无法解决。毫米波雷达产品的准确性,隐私性完全没有障碍。与此同时,雷达产品的经济性高,信号输出简单,方便场景互动,由于具备穿透性特点,可以十分便捷将雷达装入家电和灯具中使用,与摄像头形成互补联动。 除了以上介绍的应用领域外,毫米波雷达还广发应用于智慧交通、工业业制造中,比如以智慧工厂为例,可以边缘实现智能感应,可以进一步完善机器人系统技术,实现机器人感知的全智能。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,希望大家对本文介绍的内容具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-14 关键词: 毫米波 毫米波雷达 指数

  • 毫米波雷达芯片方案解析,直面毫米波雷达的安防监控应用

    毫米波雷达芯片方案解析,直面毫米波雷达的安防监控应用

    毫米波在汽车中存在重要应用,如毫米波雷达。宏观方面,大家对毫米波雷达已有一定了解,但大家了解其芯片方案吗?为增进大家对毫米波雷达的认识,本文将对两大24GHz汽车毫米波雷达的芯片方案加以介绍,并在文章尾部带来毫米波雷达在安防监控中的应用阐述。如果你对本文即将探讨的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、汽车毫米波雷达芯片方案 毫米波雷达指工作在毫米波波段的雷达。采用雷达向周围发射无线电,通过测定和分析反射波以计算障碍物的距离、方向和大小。典型应用有汽车防撞雷达、直升机防控雷达和精密跟踪雷达等,目前最新的汽车毫米波雷达可以识别出车和行人。 1.什么是毫米波 什么是毫米波?毫米波实质上就是电磁波一个频段,其频率高于无线电,低于可见光和红外线,频率大致范围是30GHz—300GHz。这是一个非常适合车载领域的频段,在这个频段中,波长大概是1~10mm。因此我们将这个波段称为毫米波。 其次,毫米波雷达的原理是什么?当电磁波在传播时碰到另一种介质,会反弹回来,其时延是2倍距离/光速。返回来的波形和发出的波形之间会有频率差,这个频率差和时延是呈线性关系的:物体越远,返回的波收到的时间就越晚,那么它跟入射波的频率差值就越大。将这两个频率做减法,就可以得到二者频率的差频(差拍频率),通过判断差拍频率的高低就可以判断障碍物的距离。毫米波雷达就是利用了电磁波金属反射比大的特性。 2.汽车毫米波雷达芯片方案 以下介绍一种基于UMS公司推出的24GHz集成收发芯片的汽车毫米波雷达方案。 24GHz汽车毫米波雷达方案主要由24GHz射频收发芯片、控制单元和CAN总线接口组成,其中24GHz射频收发芯片实现毫米波信号的生成、发射和接收,控制单元利用算法实现测距和测速的功能,CAN总线接口负责和汽车其他部件通信,以下是24GHz汽车毫米波雷达的基本框图: 图1:24GHz汽车毫米波雷达的基本框图 基于该解决方案,可以实现盲点检测(BSD)、车道改变辅助(LCA)/偏离预警(LDW)、自适应巡航控制(ACC)等汽车防撞雷达的应用。此外,也可以实现智能交通类测速测距、安防、工业控制等领域的测距、测速雷达的应用。 该解决方案的核心器件是UMS公司推出的业内唯一采用砷化镓工艺的24GHz集成收发芯片CHC2442,以下是该器件的主要性能: • 发射功率13.5dBm • 发射增益控制范围12dB • 接收增益37dB • 接收增益控制范围24dB • 噪声系数11dB(中频大于100KHz,射频增益最大) • 输入1dB压缩点-16dBm • VCO相噪 -90dBc/Hz@100KHz • 温度范围-40℃到125℃ • 工作电压3.3V • 封装QFN4*5,满足RoHS标准 UMS推出的24GHz雷达收发芯片以汽车级的工作温度范围、更大的发射功率,优良的VCO输出相噪等优势成为24GHz汽车毫米波雷达方案的最佳选择。 3.24G微波频率VCO方案 针对24GHz汽车毫米波雷达系统,UMS推出了适用于分立系统的压控振荡器(VCO)产品CHV2421-QDG。该器件是一款GaAs InGaP异质结双极性晶体管(HBT)MMIC VCO,CHV2421-QDG内部集成了谐振器、负电阻器件、变容二极管和预分频器。 以下是CHV2421-QDG的功能框图,从图中可以看出该VCO可以产生两路分频输出高达15dBm的24GHz微波频率。 图2: CHV2421功能框图 CHV2421的产品特性: • 频率范围24-24.5GHz • 典型输出功率15dBm • 输出动态范围13dB • 相位噪声-90dBc/Hz • 非谐振发射杂波抑制度80dBc • 预分频发射杂波抑制度55dBc • 工作电压5V • 工作温度-40℃~105℃ • 调谐电压0.5-5.5V • 预分频输出功率0dBm • 24L-QFN封装无铅焊接 • 满足MSL1标准 二、毫米波雷达在安防监控中的应用 将毫米波雷达技术引入视频监测领域,同时结合多类型摄像机的可视化优点,可以推出“视频+雷达”联动应用解决方案。与传统摄像机监控相比,能够全面弥补视频监控的不足,比如光线明暗不一、雾霾遮挡视线、大风影响监测、恶劣天气影响、黑夜探视不准等问题。 毫米波雷达技术可实时输出入侵目标数据,联动摄像头跟踪拍摄。主动警示入侵目标,对多目标进行实时跟踪、录像、抓拍和识别,达到综合布控的效果。 除了社区监控应用外,毫米波雷达技术与视频监控联动的应用方案,以更高的识别率、更低的误报率、更低的人工成本,还适用于机场、边防、能源管道、重要核心区域等周界防护及要地防护,助力视频入侵监测业务应用更完善。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,希望大家对本文讲解的内容具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-14 关键词: 毫米波 毫米波雷达 指数

  • 毫米波雷达如何工作?洞悉毫米波雷达发展趋势

    毫米波雷达如何工作?洞悉毫米波雷达发展趋势

    随着毫米波的应用,诸如毫米波通信、毫米波雷达灯,毫米波的名气越来越大。对于毫米波,我们不再一无所知,已然可将毫米波准确应用于生活当中。本文中,小编将对毫米波雷达的工作原理,以及毫米波雷达的发展趋势加以。如果你对本文即将探讨的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。 1.毫米波雷达 作为ADAS不可或缺的核心传感器类型,毫米波雷达在汽车领域其实已经有多年应用。汽车引入毫米波雷达最初主要是为了实现盲点监测和定距巡航,而随着技术的发展这两个特性也渐渐从高端车专用普及到了几乎所有车型。毫米波实质上就是电磁波。毫米波的频段比较特殊,其频率高于无线电,低于可见光和红外线,频率大致范围是10GHZ-200GHZ。 测距原理跟一般雷达一样,即把无线电波发出去,然后接收回波,利用障碍物反射波的时间差确定障碍物距离,利用反射波的频率偏移确定相对速度。 2.为什么毫米波雷达没有被抛弃 首先就是大家都知道的天气原因,激光的波长远小于毫米波雷达,所以雾霾,雨雪等极端天气导致激光雷达性能会大打折扣,由于毫米波导引头穿透雾,烟,灰尘的能力强,所以相比于激光雷达是一大优势。相比起激光雷达,毫米波雷达的探测距离可以轻松超过200米,而激光雷达一般不到150米。在高速行驶的场景里,毫米波雷达更适合。 其次,由于激光雷达在收发器和组装工艺要求高,所以成本比较难降下来。而毫米波雷达因为它是硅基的芯片,没有特别昂贵和复杂的工艺,所以毫米波雷达成本更具优势。毫米波雷达目前的价格大概在1.5千左右,而激光雷达的价格目前仍然是以万作为单位计算的。并且由于激光雷达获取的数据量远超毫米波雷达,所以需要更高性能的处理器处理数据,更高性能的处理器同时也意味着更高的价格。所以对于工程师而言,在简单场景中,毫米波雷达仍然是最优选择。 3.毫米波雷达芯片发展趋势 目前汽车领域的毫米波雷达主要基于FMCW技术,即发射出调频毫米波信号,并根据首发毫米波之间的频率差来确定目标的位置以及相对速度。FMCW雷达关注的指标主要是目标区分度和测量分辨率,其中目标区分度指的是雷达能分辨的两个物体之间的最小距离(如果两个物体之间的距离小于该最小距离则会被雷达认为是一个物体),而测量分辨率则是绝对距离的测量精确度。 我们看到的毫米波雷达的第一个趋势就是从24GHz频段演进到77GHz频段。目前,比较常见的车载领域的毫米波雷达频段有三类,分别是: 24GHz 24GHz这个频段,目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内,用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。 77GHz 77GHz这个频段的频率比较高,国际上允许的带宽高达800MHz。这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达,所以主要用来装配在车辆的前保险杠上,探测与前车的距离以及前车的速度,实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。 79GHz 最后是79GHz,这个频段最大的特点就是其带宽非常宽,要比77GHz的高出3倍以上,这也使其具备非常高的分辨率,可以达到5cm。这个分辨率在自动驾驶领域非常有价值,因为自动驾驶汽车要区分行人等诸多精细物体,对带宽的要求很高,这个频段在未来的自动驾驶领域会有很广泛的应用。 根据美国FCC和欧洲ESTI的规划,24GHz的宽频段(21.65-26.65GHz)将在2022年过期,在之后汽车在24GHz能用的仅剩下24.05-24.25GHz范围的窄带频谱。反之,在77GHz频段,汽车雷达将能使用77-81GHz高达4GHz的带宽。对于FMCW雷达来说,频率扫描带宽决定了目标区分度和测量分辨率,因此77GHz的FMCW雷达对于24GHz来说目标区分度和测量分辨率都有十多倍的提升。 第二个毫米波雷达芯片的重要趋势是CMOS工艺成为主流。毫米波电路传统的实现工艺是GaAs等III-V族工艺,但是III-V族工艺的成本过高,同时集成度低无法在芯片上集成数字模块,因此SiGe这样的工艺得到了不少应用。而随着CMOS工艺的特征尺寸不断缩小,在28nm节点之后CMOS工艺已经能基本胜任毫米波雷达的波段,因此毫米波雷达也就自然而然转向CMOS工艺。 第三个重要方向是毫米波雷达也在走向高分辨率。这里的分辨率不仅仅是目标测距的分辨率,更是指毫米波雷达的空间分辨率。盲点监测等传统汽车毫米波雷达应用只需要雷达监测在视野的一定距离中是否有物体即可,至于该物体是位于视野中的哪一个位置则并不关心。 自动驾驶是大势所趋,而激光雷达作为核心的部件,降低成本势在必行,毫米波雷达从最早的十万美元,降低到如今的100美元左右也用了十多年的时间。 激光雷达目前还有一个非常重要的技术是固态激光雷达,它实际上与传统雷达、毫米波雷达是一脉相承的,固态激光雷达实质上就是调整每个发射和接收单元的相位,毫米波雷达也是同样的原理,只不过毫米波雷达是对电磁波进行操作,器件的实现难度要比对光的频段上进行相位的改变的难度低很多。未来,固态激光雷达与毫米波雷达相结合或许是个不错的选择。 总结:毫米波雷达是很难被取代的传感器,虽有不足之处,但全天候的工作状态是最大优势。其测速、测距的精度要远高于视觉传感器,与激光雷达相比,穿透力会更好。但是整体来讲,这并不冲突,因为未来会走向融合的趋势,特别是针对自动驾驶驾驶,毋庸置疑三大传感器会相互融合。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,通过本文,希望大家对毫米波雷达以及其发展趋势具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-14 关键词: 毫米波 毫米波雷达 指数

  • 毫米波线性调频系统介绍,毫米波在医学界的应用分析

    毫米波线性调频系统介绍,毫米波在医学界的应用分析

    毫米波技术目前正处于鼎盛时期,对于毫米波技术的原理,想必大家已有所了解。本文对于毫米波的介绍将基于两大方面,1.介绍毫米波线性调频测距系统,2.讲解毫米波技术在医疗界的应用。如果你对本文即将探讨的两大内容存在兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、毫米波线性调频测距实验系统 探测制导与信息对抗是两个具有国防特色的本科专业,如何结合学校专业优势和学科特色培养学生的理论基础和专业实践有机结合的综合能力是广大教育者一直追求的目标。在下面的内容中,小编将介绍毫米波线性调频测距实验系统,以帮助大家连接理论学习和实际运用之间的差距。不论是在校学生,还是初学毫米波技术的朋友,都可以一起共同来探讨下这个实验系统。 线性调频是毫米波雷达探测基本体制之一,对于初学者如何理解探测距离、差频信号以及调制信号之间的关系对于理解线性调频探测原理、系统参数设计以及探测系统实现等至关重要。 针对上述研究内容并结合探测制导和雷达等国防特色专业教学内容的需求,设计了毫米波线性调频测距实验系统,旨在通过本系统实验直观地验证课堂教学内容,促进学生对雷达探测、线性调频测距以及线性调频雷达参数设计和系统实现等相关内容的深入理解和掌握。 系统主要由毫米波线性调频雷达、角散射器、小车等自制仪器和信号源、示波器等通用仪器组成,如图1所示。 毫米波线性调频雷达工作在ka波段,包括天线、TR组件、信号处理等模块,可以实现目标距离的精确探测;角散射器模拟被测目标,角散射器装在小车滑轨上可完成运动目标的模拟。通过示波器可以监测雷达获取的差频信号随着距离的变化而变化,同时可以改变调频雷达VCO调制信号的波形以及频率来观察回波差频信号的变化,并同理论计算所得差频信号和距离进行比较。通过上述模块的有效组合,可以完成目标散射特性模拟(角散射器)、线性调频雷达目标探测、线性调频测距信号处理以及线性调频雷达参数设计等实验。 本系统由实际科研成果转换过来,在兼顾专业课程教学内容的同时,具有毫米波雷达技术的前沿性。系统操作简单,灵活,通过不同的组合设计,可完成多个原理和教学内容的实验验证和演示。 二、毫米波辐射的医疗应用 以色列科研人员发现用毫米波照射癌细胞将阻止其再生,而又不破坏细胞本身,这一发现为治癌放射疗法提供了新途径。在特拉维夫刚刚结束的第三届国际IEEE微波、通讯、天线和电子系统会议上,来自以色列阿里埃勒大学的科研人员宣布了他们的这一发现,并称其研究已得到欧洲有关机构的资助。 阿里埃勒大学的亚哈罗姆教授表示,他们用毫米波照射肺癌细胞,发现癌细胞失去了再生能力,而健康细胞并不受影响,“这对治癌放射疗法无疑是巨大的喜讯,虽然其中的奥秘还有待进一步揭示”。 亚哈罗姆教授介绍说,人类治癌所用的辐射为电离辐射,它既能杀死癌细胞也会破坏其它的细胞,“我们选择的是非电离的毫米波辐射,它只破坏细胞的某些功能而不是细胞本身”。毫米波不同于可见光和微波,其生成有一定难度,但随着科技的进步,其难度正在降低。作为该大学自由电子激光实验室用户中心的主任,亚哈罗姆教授和其他人一起用特殊的磁结构和加速电子的方法获得了这种毫米波,这种毫米波不同于此前俄罗斯等国开发的用于安检探测的辐射源。 毫米波治癌尚属首创,还需要进行必要的检查,以色列和丹麦大学的科研团队得到了丹麦伊娃亨利基金会的资助,正在对毫米波治癌开展进一步实验和研究。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,希望大家对本文介绍的内容具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-03-20 关键词: 毫米波 毫米波雷达 指数 线性调频系统

  • 你知道哪些毫米波雷达方案?毫米波收发机芯片实现介绍

    你知道哪些毫米波雷达方案?毫米波收发机芯片实现介绍

    如果你对毫米波技术或者毫米波应用感兴趣,那本文无疑是一大福利。本文对于毫米波的介绍,将基于两大方面:1.介绍两大24GHz汽车毫米波雷达芯片方案,2.讲解如何实现毫米波收发机芯片,一起来了解下吧。 一、24GHz汽车毫米波雷达芯片方案 毫米波雷达指工作在毫米波波段的雷达。采用雷达向周围发射无线电,通过测定和分析反射波以计算障碍物的距离、方向和大小。典型应用有汽车防撞雷达、直升机防控雷达和精密跟踪雷达等,目前最新的汽车毫米波雷达可以识别出车和行人。 1.汽车毫米波雷达芯片方案 以下介绍一种基于UMS公司推出的24GHz集成收发芯片的汽车毫米波雷达方案。 24GHz汽车毫米波雷达方案主要由24GHz射频收发芯片、控制单元和CAN总线接口组成,其中24GHz射频收发芯片实现毫米波信号的生成、发射和接收,控制单元利用算法实现测距和测速的功能,CAN总线接口负责和汽车其他部件通信,以下是24GHz汽车毫米波雷达的基本框图: 图1:24GHz汽车毫米波雷达的基本框图 基于该解决方案,可以实现盲点检测(BSD)、车道改变辅助(LCA)/偏离预警(LDW)、自适应巡航控制(ACC)等汽车防撞雷达的应用。此外,也可以实现智能交通类测速测距、安防、工业控制等领域的测距、测速雷达的应用。 该解决方案的核心器件是UMS公司推出的业内唯一采用砷化镓工艺的24GHz集成收发芯片CHC2442,以下是该器件的主要性能: • 发射功率13.5dBm • 发射增益控制范围12dB • 接收增益37dB • 接收增益控制范围24dB • 噪声系数11dB(中频大于100KHz,射频增益最大) • 输入1dB压缩点-16dBm • VCO相噪 -90dBc/Hz@100KHz • 温度范围-40℃到125℃ • 工作电压3.3V • 封装QFN4*5,满足RoHS标准 UMS推出的24GHz雷达收发芯片以汽车级的工作温度范围、更大的发射功率,优良的VCO输出相噪等优势成为24GHz汽车毫米波雷达方案的最佳选择。 2.24G微波频率VCO方案 针对24GHz汽车毫米波雷达系统,UMS推出了适用于分立系统的压控振荡器(VCO)产品CHV2421-QDG。该器件是一款GaAs InGaP异质结双极性晶体管(HBT)MMIC VCO,CHV2421-QDG内部集成了谐振器、负电阻器件、变容二极管和预分频器。 以下是CHV2421-QDG的功能框图,从图中可以看出该VCO可以产生两路分频输出高达15dBm的24GHz微波频率。 图2: CHV2421功能框图 CHV2421的产品特性: • 频率范围24-24.5GHz • 典型输出功率15dBm • 输出动态范围13dB • 相位噪声-90dBc/Hz • 非谐振发射杂波抑制度80dBc • 预分频发射杂波抑制度55dBc • 工作电压5V • 工作温度-40℃~105℃ • 调谐电压0.5-5.5V • 预分频输出功率0dBm • 24L-QFN封装无铅焊接 • 满足MSL1标准 二、毫米波收发机芯片如何实现 商用的毫米波收发机芯片会使用CMOS工艺,这一方面为了能够和数字模块集成,另一方面为了节省成本。毫米波收发机芯片的结构和传统频段收发机很相似,但是毫米波收发机有着独特的设计挑战。 其一是如何控制功耗。毫米波收发机要求CMOS器件能工作在毫米波频段,所以要求CMOS器件对信号的灵敏度很高。 另一个毫米波芯片必须考虑的问题是传输线效应。 我们可以把电路中的导线类比成绳子,而把电路中的信号源类比为对绳施力的人。当信号变化的频率很慢的时候,就近似地等于静力分析,此时导线上每一点的信号都近似地等于信号源的信号。当信号变化很快时,由于信号的波长接近或小于导线的长度,我们必须仔细考虑导线上每一点的情况,而且导线的性质(特征阻抗)会极大地影响信号的传播。 这种效应在电磁学中被称为“传输线效应”,在设计毫米波芯片时必须仔细考虑传输线效应才能确保芯片正常工作。 不过,尽管设计充满挑战,毫米波芯片大规模商用化目前已现曙光。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,希望大家对本文介绍的内容具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-03-20 关键词: 毫米波 毫米波雷达 指数 收发机芯片

  • OMG,毫米波不简单!毫米波雷达测方位原理+优势

    OMG,毫米波不简单!毫米波雷达测方位原理+优势

    对于毫米波,大家已不再陌生,大街小巷里均谈论着毫米波的应用。对于毫米波相关知识,小编曾带来诸多介绍。本文对于毫米波的讲解,主要在于探讨毫米波雷达侧方位原理以及其优势所在。如果你对本文即将探讨的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、汽车毫米波雷达基本原理 毫米波是指波长在1-10mm的电磁波,其带宽大,分辨率高,天线部件尺寸小,能适应恶劣环境。车用毫米波雷达,通常采用结构简单成本较低,适合近距离探测的FMCW(调频连续波)雷达体制。雷达天线向外发出一系列连续调频毫米波,频率随时间按调制电压的规律变化,一般是连续的三角波,发射与接收信号如图2所示。图中实线是发射信号,虚线是相对静止和相对运动物体的反射信号。反射与发射信号波形相同,只是差一个延时时间td。 td=2R/C(1) 式中,R为目标距离,c光速。 发射信号与反射信号在某一时刻的频差即为混频输出的中频频率fb。相对运动物体反射信号由于多普勒效应产生的频移的原因。在三角波的上升沿与下降沿输出的中频频率分别为fb+、fb-。以下公式成立: 从而得到目标车辆的距离R与相对运动速度v。由式(2)(3)可知,毫米波雷达信号中频频率fb的确定是求出R、V的关键。fb的确定即是对发射和反射信号的频差进行频谱分析。信号的频谱分析主要有FFT法和非FFT法。所谓FFT法,即是对被分析的信号进行傅里叶变换,将其从时域变到频域,在频域进行分析,必要时再通过傅里叶逆变换,变回时域的分析方法。而非FFT方法则是通过其他的途径,获得信号的频率参数,如最大熵法、MUSIC法等。综合考虑方法的复杂性、实时性、稳定性,对汽车雷达而言,频谱分析应首选FFT法,这种方法比较成熟、现容易、实时性强,适合于汽车运行状况下信号的实时处理。 图 2 FMCW发射及回波信号 二、汽车毫米波雷达结构 图3为线性调频雷达(LFCW)汽车毫米波雷达结构,包括天线、收发模块、信号处理模块和报警模块。 射频收发前端是雷达系统的核心部件。国内外已经对前端进行了大量深入研究,并取得了长足的进展。已经研制出各种结构的前端,主要包括波导结构前端,微带结构前端以及前端的单片集成。国内研制的射频前端主要是波导结构前端。一个典型的射频前端主要包括天线、线性VCO、放大器、平衡混频器部分。前端混频输出的中频信号经过中频放大送至后级数据处理部分。数据处理部分的基本目标是消除不必要信号(如杂波)和干扰信号,并对经过中频放大的混频信号进行处理,从信号频谱中提取目标距离和速度等信息。 三、毫米波雷达测方位的原理 在汽车主动安全领域,汽车毫米波雷达传感器是核心部件之一,其中77GHZ毫米波雷达是智能汽车上必不可少的关键部件,是能够在全天候场景下快速感知0-200米范围内周边环境物体距离、速度、方位角等信息的传感器件。那么它是如何计算被监测目标的位置、速度和方向的呢? 1、位置 毫米波雷达通过发射天线发出相应波段的有指向性的毫米波,当毫米波遇到障碍目标后反射回来,通过接收天线接收反射回来的毫米波。根据毫米波的波段,通过公式计算毫米波在途中飞行的时间&TImes;光速÷2,再结合前车行驶速度和本车的行驶速度因素,就可以知道毫米波雷达(本车)和目标之间的相对距离了,同时也就知道目标的位置。 2、速度 此外,根据多普勒效应,毫米波雷达的频率变化、本车及跟踪目标的相对速度是紧密相关的,根据反射回来的毫米波频率的变化,可以得知前方实时跟踪的障碍物目标和本车相比的相对运动速度。因此,表现出来就是,传感器发出安全距离报警时,若本车继续加速、或前监测目标减速、或前监测目标静止的情况下,毫米波反射回波的频率将会越来越高,反之则频率越来越低。 3、方位角 关于被监测目标的方位角测量问题,毫米雷达的探测原理是:通过毫米波雷达的发射天线发射出毫米波后,遇到被监测物体,反射回来,通过毫米波雷达并列的接收天线,通过收到同一监测目标反射回来的毫米波的相位差,就可以计算出被监测目标的方位角了。原理图如下: 方位角αAZ是通过毫米波雷达接收天线RX1和接收天线RX2之间的几何距离d,以及两根毫米波雷达天线所收到反射回波的相位差b,然后通过三角函数计算得到方位角αAZ的值,这样就可以知道被监测目标的方位角了。 位置、速度和方位角监测是毫米波雷达擅长之处,再结合毫米波雷达较强的抗干扰能力,可以全天候全天时稳定工作,因此毫米波雷达被选为汽车核心传感技术。 四、毫米波雷达相比激光雷达的优势 随着自动驾驶的火热,激光雷达受到前所未有的追捧,因为其具有高精度、大信息量、不受可见光干扰的优势。但我们可以注意到,目前主流的自动驾驶方案并未完全抛弃毫米波雷达,这又是什么原因呢? 首先就是大家都知道的天气原因。激光的波长远小于毫米波雷达(nm vs mm),所以雾霾导致激光雷达失效并不是段子。同样的原因,毫米波雷达的探测距离可以轻松超过200米,而激光雷达目前的性能一般不超过150米,所以对于高速公路跟车这样的情景,毫米波雷达能够做的更好。 其次,毫米波雷达便宜,作为成熟产品,毫米波雷达目前的价格大概在1.5千左右,而激光雷达的价格目前仍然是以万作为单位计算的。并且由于激光雷达获取的数据量远超毫米波雷达,所以需要更高性能的处理器处理数据,更高性能的处理器同时也意味着更高的价格。所以对于工程师而言,在简单场景中,毫米波雷达仍然是最优选择。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,通过本文,希望大家对毫米波雷达测方位角以及其优势具备一个清晰的认识。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-02-12 关键词: 毫米波 毫米波雷达 测方位

  • 听倦了毫米波雷达?那你知晓毫米波雷达、激光雷达的区别吗?

    听倦了毫米波雷达?那你知晓毫米波雷达、激光雷达的区别吗?

    对于毫米波,想必大家早有所耳闻。此外,对于5G毫米波、毫米波雷达等关键词,大家同样耳熟能详。但是,大家能准确区分毫米波雷达、激光雷达二者间的区别吗?如果你不了解,可以从本篇毫米波雷达相关文章中找到答案哦。 一、什么是激光雷达 激光雷达,是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成,激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去,光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲,送到显示器。 二、激光雷达构成原理 LIDAR是一种集激光,全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统,用于获得数据并生成精确的DEM。这三种技术的结合,可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。它又分为目前日臻成熟的用于获得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统,这两种系统的共同特点都是利用激光进行探测和测量,这也正是LIDAR一词的英文原译,即:LIght DetecTIon And Ranging - LIDAR。 激光本身具有非常精确的测距能力,其测距精度可达几个厘米,而LIDAR系统的精确度除了激光本身因素,还取决于激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素。随着商用GPS及IMU的发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获得高精度的数据已经成为可能并被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,最终被接收器所接收。接收器准确地测量光脉冲从发射到被反射回的传播时间。因为光脉冲以光速传播,所以接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。鉴于光速是已知的,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可以准确地计算出每一个地面光斑的坐标X,Y,Z。激光束发射的频率可以从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例而言,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。一般而言,LIDAR系统的地面光斑间距在2-4m不等。 激光雷达的工作原理与雷达非常相近,以激光作为信号源,由激光器发射出的脉冲激光,打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上,引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的接收器上,根据激光测距原理计算,就得到从激光雷达到目标点的距离,脉冲激光不断地扫描目标物,就可以得到目标物上全部目标点的数据,用此数据进行成像处理后,就可得到精确的三维立体图像。 激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即由雷达发射系统发送一个信号,经目标反射后被接收系统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求得速度,这是、也是直接探测型雷达的基本工作原理。 三、激光雷达特点 精度高,稳定性强。 但是激光雷达通过发射光束进行探测因此探测范围窄,光束受遮挡后就无法正常使用,因此在雨雪雾霾天,沙尘暴等恶劣天气不能开启,受环境影响大。并且没有穿透能力,探头必须完全外露才能达到探测效果,对于安装车辆来说影响车辆外形美观。因此,激光雷达防撞器在使用过程中局限性较大。 四、什么是毫米波雷达 首先我们要明白啥是毫米波,毫米波实质上就是电磁波。毫米波的频段比较特殊,其频率高于无线电,低于可见光和红外线,频率大致范围是10GHz—200GHz。这是一个非常适合车载领域的频段。目前,比较常见的车载领域的毫米波雷达频段有三类。 1、24—24.25GHz这,目前大量应用于汽车的盲点监测、变道辅助。雷达安装在车辆的后保险杠内,用于监测车辆后方两侧的车道是否有车、可否进行变道。这个频段也有其缺点,首先是频率比较低,另外就是带宽(Bandwidth)比较窄,只有250MHz。 2、77GHz,这个频段的频率比较高,国际上允许的带宽高达800MHz。据介绍,这个频段的雷达性能要好于24GHz的雷达,所以主要用来装配在车辆的前保险杠上,探测与前车的距离以及前车的速度,实现的主要是紧急制动、自动跟车等主动安全领域的功能。 3、79GHz—81GHz,这个频段最大的特点就是其带宽非常宽,要比77GHz的高出3倍以上,这也使其具备非常高的分辨率,可以达到5cm。 原理:振荡器会产生一个频率随时间逐渐增加的信号,这个信号遇到障碍物之后,会反弹回来,其时延是2倍距离/光速。返回来的波形和发出的波形之间有个频率差,这个频率差和时延是呈线性关系的:物体越远,返回的波收到的时间就越晚,那么它跟入射波的频率差值就越大。 将这两个频率做一个减法,就可以得到二者频率的差频(差拍频率),通过判断差拍频率的高低就可以判断障碍物的距离。 根据国内产业机构调查,国内2014年汽车毫米波雷达销量约为120万颗,2015年约为180万颗。主要应用为盲点检测和后方车辆提醒的中短距雷达(24Ghz),每车需要两颗。 五、毫米波雷达特点 精准度高,抗干扰能力强 探测距离远 ,呈广角探测 ,探测范围广,作用时速可达到120码以上,全天候工作,雨雪雾霾沙尘暴等恶劣天气,均能开启正常使用。穿透能力强,安装也可以完全隐蔽,不影响车辆整体外观。因此毫米波雷达技术更适用于汽车防撞领域。 六、激光雷达和毫米波雷达区别 简单来说激光雷达主要是通过发射激光束来探测周遭环境,车载激光雷达普遍采用多个激光发射器和接收器,建立三维点云图,从而达到实时环境感知的目的。 激光雷达的优势在于其探测范围更广,探测精度更高。但是,激光雷达的缺点也很明显:在雨雪雾等极端天气下性能较差;采集的数据量过大;十分昂贵。 技术上来讲,目前传统激光雷达技术已经很成熟,而固态激光雷达和混合固态激光雷达尚处于起步阶段,因此各企业当前在自动驾驶汽车使用的激光雷达,多以机械式激光雷达为主。 而从整个激光雷达行业来看,高精度车载激光雷达产品生产商主要集中在国外,如美国的Velodyne、Quanegy,德国的IBEO,国内近几年也开始出现一些专注于车载激光雷达的企业,以及一些从其他领域转行而来的激光雷达企业,因看中自动驾驶汽车广阔发展前景,纷纷投身车载激光雷达产品的研发,目前来看成果显著。 所谓的毫米波雷达,就是指工作频段在毫米波频段的雷达,测距原理跟一般雷达一样,也就是把无线电波(雷达波)发出去,然后接收回波,根据收发之间的时间差测得目标的位置数据。毫米波雷达就是这个无线电波的频率是毫米波频段。 毫米波雷达从上世纪起就已在高档汽车中使用,技术相对成熟。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点,且其引导头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。此外,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,相比于激光雷达是一大优势。 毫米波雷达的缺点也十分直观,探测距离受到频段损耗的直接制约(想要探测的远,就必须使用高频段雷达),也无法感知行人,并且对周边所有障碍物无法进行精准的建模。 以上便是此次小编带来的“毫米波”相关内容,通过本文,希望大家对毫米波雷达、激光雷达二者之间的区别具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-01-08 关键词: 雷达 毫米波雷达 激光雷达

  • 阐明毫米波雷达工作原理,解析毫米波雷达优缺点

    阐明毫米波雷达工作原理,解析毫米波雷达优缺点

    毫米波的在多方面的成功应用,使得毫米波技术为当前黑马之一。如各大手机厂商研制的5G技术,与毫米波均存在不可分割的联系。但本文对于毫米波的讲解,主要在于为大家介绍毫米波雷达的工作原理以及毫米波雷达的优缺点,正文如下。 一、毫米波雷达概念 所谓的毫米波是无线电波中的一段,我们把波长为1~10毫米的电磁波称毫米波,它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。 所谓的毫米波雷达,就是指工作频段在毫米波频段的雷达,测距原理跟一般雷达一样,也就是把无线电波(雷达波)发出去,然后接收回波,根据收发之间的时间差测得目标的位置数据。毫米波雷达就是这个无线电波的频率是毫米波频段。 二、毫米波雷达的特点 ①在天线口径相同的情况下,毫米波雷达有更窄的波束(一般为毫弧度量级),可提高雷达的角分辨能力和测角精度,并且有利于抗电子干扰、杂波干扰和多径反射干扰等。 ②由于工作频率高,可能得到大的信号带宽(如吉赫量级)和多普勒频移,有利于提高距离和速度的测量精度和分辨能力并能分析目标特征。 ③天线口径和元件、器件体积小,宜于飞机、卫星或导弹载用。 三、毫米波雷达优缺点 1.优点: 与其他传感器系统比较,毫米波雷达有如下优点: (1)高分辨率,小尺寸;由于天线和其他的微波元器件尺寸与频率有关,因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小,小的天线尺寸可获得窄波束。 (2)干扰,大气衰减虽然限制了毫米波雷达的性能,但有助于减小许多雷达一起工作时的相互影响。 (3)与常常用来与毫米波雷达相比的红外系统相比,毫米波雷达的一个优点是可以直接测量距离和速度信息。 2.缺点: (1)与微波雷达相比,毫米波雷达的性能有所下降,原因如下: 发射机的功率低; 波导器件中的损耗大 (2)与天气的关系很大,降雨时更为严重; (3)在防空环境中,不可避免的会出现距离模糊和速度模糊; (4)毫米波器件昂贵,不能大批量生产装备 四、毫米波雷达测速方式 毫米波雷达测速和普通雷达一样,有两种方式,一个基于dopler原理,就是当发射的电磁波和被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同。通过检测这个频率差可以测得目标相对于雷达的移动速度。但是这种方法无法探测切向速度,第二种方法就是通过跟踪位置,进行微分得到速度。 五、毫米波雷达工作原理 毫米波测速雷达系统主要由高频头、预处理系统、终端系统和红外启动器等组成,其原理结构如图1所示。 毫米波振荡器产生毫米波(8mm)振荡,设其频率为f0,经隔离器加至环行器,再由天线定向辐射出去,并在空间以电磁波形式传播,当此电磁波在空间遇到目标(弹丸)时反射回来。如果目标是运动的,则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比的多普勒频率fd,使反向回波频率变为f0±fd(目标临近飞行取“+”,目标远离飞行取“%”),此回波被天线接收下来,经环行器加至混频器,在混频器中与经环行器泄漏的信号(作为本振信号)f0进行混频。混频器为非线性元件,其输出有多种和差频率,如fd,f0±fd,2f0±fd,…,等,经前置放大器选频得多普勒信号(频率为fd),再经长电缆(长50~100m)送至预处理系统的主放大器,主放大器附有自动增益控制与手动增益控制电路。手动增益用来调整放大器的总增益,自动增益控制用来增加放大器的动态范围。 内弹道测试一般不使用自动增益控制。自动增益控制只适于测试外弹道,因为外弹道测试时,为了避开枪口火焰等的干扰,应进行适当延迟才开始测试。 毫米波测速雷达系统主要由高频头、预处理系统、终端系统和红外启动器等组成,其原理结构如图1所示。 毫米波振荡器产生毫米波(8mm)振荡,设其频率为f0,经隔离器加至环行器,再由天线定向辐射出去,并在空间以电磁波形式传播,当此电磁波在空间遇到目标(弹丸)时反射回来。如果目标是运动的,则反射回来的电磁波频率附加了一个与目标运动速度vr成正比 的多普勒频率fd,使反向回波频率变为f0±fd(目标临近飞行取“+” ,目标远离飞行取“%”),此回波被天线接收下来,经环行器加至混频器,在混频器中与经环行器泄漏的信号(作为本振信号)f0进行混频。混频器为非线性元件,其输出有多种和差频率,如fd,f0±fd,2f0±fd,…,等,经前置放大器选频得多普勒信号(频率为fd),再经长电缆(长50~100m)送至预处理系统的主放大器,主放大器附有自动增益控制与手动增益控制电路。手动增益用来调整放大器的总增益,自动增益控制用来增加放大器的动态范围。 内弹道测试一般不使用自动增益控制。自动增益控制只适于测试外弹道,因为外弹道测试时,为了避开枪口火焰等的干扰,应进行适当延迟才开始测试。 以上便是此次小编带来的所有内容,希望大家喜欢。

    时间:2020-01-08 关键词: 毫米波 毫米波雷达 优缺点

  • 毫米波应用,毫米波雷达技术再探讨,超详细

    毫米波应用,毫米波雷达技术再探讨,超详细

    毫米波技术是当前热门技术之一,缺乏毫米波,目前取得的诸多进展将会停滞不前。对于毫米波应用,大家所熟知的为5G毫米波、毫米波通信等。在本文中,将对毫米波雷达技术加以详解,以增进大家对毫米波应用的了解。 超声波雷达、红外雷达、激光雷达都是通过对回波的检测,与发射信号相比较,得到脉冲或相位的差值,从而计算出发射与接收信号的时间差。再分别对应于超声波、红外线、激光在空气中的传播速度,计算出与障碍物的距离与相对速度。毫米波雷达与光学和红外线雷达相比不受目标物体形状颜色的干扰,与超声波相比不受大气紊流的影响,因而具有稳定的探测性能;环境适应性好。受天气和外界环境的变化的影响小,雨雪,灰尘,阳光都对其没有干扰;多普勒频移大,测量相对速度的精度提高。 基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统,就是根据多传感器接收到的车辆前方目标信息和本车的状态信息,利用多源信息融合技术,识别出本车前方车辆的距离和速度等状态信息,并进行碰撞危险估计的。显然,基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统是一种主动式的防撞、防抱死的汽车安全系统,它使反应时间、距离、速度三个方面都能得到优化控制,可减少驾驶员的负担和判断错误,对于提高交通安全性将起到重要作用,是实现汽车自动化驾驶的基础。 在汽车防撞传感器当中,根据工作原理和工作过程不同,分为超声波雷达、红外雷达、激光雷达以及毫米波雷达。其中前三种雷达,都是通过对回波的检测,与发射信号相比较,得到脉冲或相位的差值,从而计算出发射与接收信号的时间差。再分别对应于超声波、红外线、激光在空气中的传播速度,计算出与障碍物的距离与相对速度。这三种采用声光原理设计出的汽车防撞雷达虽结构简单,价格低廉,但容易受到恶劣气象条件干扰,无法确保测距精度。毫米波雷达则显示出它特有的优点,与光学和红外线雷达相比不受目标物体形状颜色的干扰,与超声波相比不受大气紊流的影响,因而具有稳定的探测性能;环境适应性好。受天气和外界环境的变化的影响小,雨雪,灰尘,阳光都对其没有干扰;多普勒频移大,测量相对速度的精度提高。 下面我们就逐步介绍主流的传感器技术,目前最受关注的传感手段是运用毫米波进行测量的雷达系统。今天先介绍毫米波雷达技术。 雷达为利用无线电回波以探测目标方向和距离的一种装置。雷达为英文Radar一词的译音,该字词是由Radio DetectionAnd Ranging一语的前缀缩写而成,为无线电探向与测距的意思。全世界开始熟悉雷达是在1940年的不列颠空战中,七百架载有雷达的英国战斗机,击败两千架来袭的德国轰炸机,因而改写了历史。二次大战后,雷达开始有许多和平用途。在天气预测方面,它能用来侦测暴风雨;在飞机轮船航行安全方面,它可帮助领港人员及机场航管人员更有效地完成他们的任务。 毫米波,是工作在毫米波波段(millimeter wave),工作频率在 30~100GHz,波长在1~10mm之间的电磁波。毫米波的波长介于微波和厘米波之间,因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。车用毫米波雷达主要包括24GHz和77GHz毫米波雷达。 同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。毫米波雷达可以全天候工作,不受天气状况的影响,而恶劣的气候环境正是导致交通事故的主要原因之一。毫米波与光波相比,它们利用大气窗口(毫米波与亚毫米波在大气中传播时,由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率)传播时的衰减小,受自然光和热辐射源影响小。 毫米波在雷达中应用的主要限制有:雨、雾和湿雪等高潮湿环境的衰减,以及大功率器件和插损的影响会降低毫米波雷达的探测距离;树丛穿透能力差,相比微波,对密树丛穿透力低。 毫米波和大多数微波雷达一样,有波束的概念,也就是发射出去的电磁波是一个锥状的波束,而不像激光是一条线。这是因为这个波段的天线,主要以电磁辐射,而不是光粒子发射为主要方法。这一点,雷达和超声是一样,这个波束的方式,导致它优缺点。优点,可靠,因为反射面大,缺点,就是分辨力不高。毫米波雷达可以对目标进行有无检测、测距、测速以及方位测量。 说起测距的原理,其实也简单,都是基于TOF(Time OfFlight)原理。雷达工作原理与声波的反射情形十分类似,差别只在于其所使用的波是一个频率很高的无线电波,而非声波。雷达的发射机相当于发出喊叫声的声带,可以发出类似喊叫声的电脉冲(Pulse),雷达的指向天线就好像喊话筒,使电脉冲的能量,能集中某一方向发射。接收机的作用则与人耳相仿,用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波。 毫米波雷达测速和普通雷达一样,有两种方式,一个基于多普勒效应(Dopler Effect)原理。所谓多普勒效应就是,当声音,光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时,观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的,所以称之为多普勒效应。也就是说,当发射的电磁波和被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同。 当目标向雷达天线靠近时,反射信号频率将高于发射机频率;反之,当目标远离天线而去时,反射信号频率将低于发射机率。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移,它与相对速度V成正比,与振动的频率成反比。如此,通过检测这个频率差,可以测得目标相对于雷达的移动速度,也就是目标与雷达的相对速度。根据发射脉冲和接收的时间差,可以测出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线,滤除干扰杂波的谱线,可使雷达从强杂波中分辨出目标信号。所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强,能探测出隐蔽在背景中的活动目标。脉冲多普勒雷达于20世纪60年代研制成功并投入使用。 多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位,测速,测距等工作的雷达。但是这种方法无法探测切向速度,第二种方法就是通过跟踪位置,进行微分得到速度。 对于车辆安全来说,最主要的判断依据是两车之间的相对距离和相对速度信息。高速行驶中的车辆如果距离过近,则容易造成追尾事故。因此,常用的防撞系统都将对车辆之间的相对距离的测量作为主要的检测任务。 目前市面上的毫米波雷达有 24GHz,77GHz 两种规格。其中,77GHz 毫米波雷达主要用在车的正前方,用于对中远距离物体的探测,24GHz 毫米波雷达一般被安装在车侧方和后方,用于盲点检测,辅助停车系统等。 雷达的工作体制主要分为脉冲方式和连续波方式。连续波(ContinuousWave:CW)雷达是指发射连续波信号,主要用来测量目标的速度。如需要同时测量目标的距离,则需要对发射信号进行调制,例如对连续波的正弦波信号进行周期性的频率调制。而脉冲雷达发射的波形是矩形脉冲,按一定的或者交错的重复周期工作。 现代脉冲雷达技术已经相当成熟了,但是从原理上来讲同时解决距离和速度测量的模糊问题是不可能的,这就需要采用多重复脉冲频率(PRF)的方法来解决距离和速度模糊,因而不仅使系统的数据传输率下降,而且不利于信噪比(SNR)的提高。而连续波雷达,例如用伪码或者随机码0~π 调相的连续波雷达,则可以很好地解决脉冲雷达盲区的问题,且有良好的速度和距离分辨率。 同时在近程雷达系统或者次级雷达中,连续波雷达和脉冲雷达相比具有独特的优点:特别是随着当今世界微波固态器件的发展,利用连续波雷达能使雷达更为简单,其原因在于连续波雷达的发射机无需甚高压,不会产生高压打火,并且调制信号可以多样化,这在相同体积和重量下有利于发射机的提高。这样,连续波雷达可以做到体积小、重量轻、发射机容易实现而且馈线损耗也较低。 以上便是小编此处带来的所有内容,希望大家喜欢。

    时间:2019-12-12 关键词: 毫米波 雷达 毫米波雷达

  • 关于77G毫米波雷达之先进辅助驾驶的解决方案

    关于77G毫米波雷达之先进辅助驾驶的解决方案

    毫米波(mmWave)是一种使用短波长电磁波(工作频率在30~300GHz范围内)的特殊雷达技术。雷达系统发射的电磁波信号被其发射路径上的物体阻挡继而会发生反射,通过捕捉反射的信号,雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。NXP S32R27是基于Power Architecture的32位微控制器,面向汽车和工业雷达应用,与之前的MPC577X产品相比,性能功耗比提高了4倍多,能够应对高级雷达信号处理,并将其与微控制器功能合并,适用于通用软件任务和汽车总线的对接。它提供独特的信号处理加速和强大的多核架构,可满足现代波束成形快速线性调频调制雷达系统所需的高性能计算需求。 由大联大世平推出的基于NXP S32R274+TEF8102的77GHz雷达参考设计解决方案,可用于RADAR软件开发、性能/系统的评估和应用演示,以帮助开发人员利用NXP技术快速进行高性能汽车雷达的原型设计。目前该方案的应用场景主要有车载辅助驾驶中的Blind Spot Detection(盲点侦测)、LaneChange Assistance(辅助变道)、Parking Assistance(辅助停车)、Simple Gesture Recognition(简单的手势识别)等。 图示1-大联大世平推出基于NXP产品的77G毫米波雷达之先进辅助驾驶解决方案的展示板图 MCU Board:采用市场领先的雷达处理器NXP S32R274,搭配安全和高性能的雷达用电源管理芯片FS8410,同时集成用于高速通信的千兆位线速以太网MAC模块(ENET),通过MIPI-CSI2接收从RF Board发送的数据。S32R274是双Power Architecture e200z4 32位CPU,带有校验器内核(在锁步操作中可用),集成了信号处理工具箱(SPT),用于RADAR信号处理操作的高性能硬件加速。 RF Board:TEF810X(Dolphin)是一款单芯片77 GHz收发器,集成了3个发射通道和4个接收通道,高保真板载ADC和MIPI-CSI2传输接口,可以将数字化RADAR信号传输到MCU。 图示2-大联大世平推出基于NXP产品的77G毫米波雷达之先进辅助驾驶解决方案的方案块图 核心技术优势 汽车硬件设计方法,端到端NXP Total Solution: NXP S32R274市场领先的雷达处理器 NXP TEF8102 RF CMOS收发器 NXP FS8410安全和高性能的雷达用电源管理IC 软件使用NXP汽车级的RSDK开发套件 进行应用开发时,可通过双色LED灯和蜂鸣器做警示功能 大幅缩短客户的产品上市时间 方案规格 硬件由MCU Board和RF Board组成,板间采用高速接插件连接 三通道中短距离发射天线Tx1 / Tx2 / Tx3(支持MIMO) 波束宽度(3dB)-方位向80°(Tx1~Tx3与Rx1~Rx4均相同) 波束宽度(3dB)-俯仰向12°(Tx1~Tx3与Rx1~Rx4均相同) 天线增益13dBi°(Tx1~Tx3与Rx1~Rx4均相同) 四通道接收天线Rx1~Rx4 通信接口:1×千兆以太网,1×CAN USB-ML Universal多合一开发调试接口

    时间:2019-11-07 关键词: 毫米波雷达 大联大世平 电源资讯

  • Socionext全新60GHz毫米波无线技术 超小型低功耗

    Socionext全新60GHz毫米波无线技术 超小型低功耗

    SoC设计与应用技术领导厂商Socionext Inc.(以下“公司”)宣布推出全新60GHz毫米波雷达传感器“SC1220系列”产品,相交于早前推出的24GHz SC1230系列产品,该系列产品能的探测距离更远,检测精度更高。产品现已提供样品,并计划于2020年第二季度投入量产。图片:SC1220SC1220系列60GHz毫米波雷达传感器符合最新北美和欧洲频谱管理规定,使用7GHz(57~64GHz)带宽,能以高精确检测人的位置和极其微小的动作,加上其不受温度和光线波动等环境条件的影响,可适用于例如拥有隔空手势操作功能的智能家居设备。Socionext在毫米波无线通信LSI和24GHz毫米波雷达传感器方面拥有丰富的产品开发经验和专业知识。SC1220系列产品采用7mm X 7mm X 0.83mm小型封装,功耗低至1~2.5mW,芯片内集成有天线,无线电路,A/D转换器,FIFO存储器,SPI接口和智能电源控制定序器,可实现灵活的占空比控制,开发者无需具备信号处理专业知识就能轻松开发高频设备。SC1220系列产品分为“SC1220AT2”和“SC1221AR3”两类产品,“SC1220AT2”可检测例如抬手、放低手臂等三维运动,“SC1221AR3”则适用于二维运动的高精度检测,且在特定区域中可检测多个移动物体。SC1220系列样品价格 (100片起价格如下)SC1220AT2:20.00美元/片SC1221AR3:20.00美元/片SC1220系列产品概要SC1220AT2是一款适合检测三维运动的毫米波雷达传感器,内置有2个发射系统和2x2阵列的接收天线,能对移动物体的方位角,仰角,速度和距离进行检测。除此之外,该系列产品还能检测手在三维空间中的位置,可实现隔空手势操作等全新应用功能。SC1220AT2应用案例 (开关灯/回放音乐等)SC1221AR3二维运动检测的理想选择产品。该产品集成有1x4线性阵列接收天线,可同时检测多个移动物体的方位、速度和距离。尽管角度检测只能显示大方位,但它的精度是SC1220AT2的两倍,适用于检测特定区域内的物体移动。SC1221AR3 应用案例(多个移动物体/特定区域等的检测)

    时间:2019-10-24 关键词: 无线技术 毫米波 毫米波雷达

  • 毫米波不再神秘,无人车积极应用毫米波雷达

    毫米波不再神秘,无人车积极应用毫米波雷达

    毫米波无疑是今年的一大热点,一时间渗透入生活的方方面面,如毫米波雷达、毫米波通信等。当前热门的5G技术,同样无法脱离毫米波而存在。但本文对毫米波的介绍主要聚焦于毫米波雷达,并向大家介绍毫米波雷达在无人车上的应用。 毫米波、激光技术在无人车领域皆具有重要应用,目前尤以毫米波相关技术更为火热。无人车驾驶研发过程中,常以毫米波雷达作为无人驾驶传感器之一。原因在于,毫米波传感器相比较激光雷达以及摄像头而言,测量距离较远,且在雨雪等恶劣天气情形下还能维持稳定工作。由此可见,毫米波技术在无人车领域内所发挥的重要作用。这篇文章中,将向大家详细介绍毫米波雷达的相关知识以及如何将毫米波运用在无人车当中。 目前毫米波雷达技术主要由大陆、博世、电装、奥托立夫、Denso、德尔福等传统零部件巨头所垄断,特别是77GHz毫米波雷达,只有博世、大陆、德尔福、电装、TRW、富士通天、Hitachi等公司掌握。2015年,博世及大陆汽车雷达市场占有率均为22%,并列全球第一。 博世的长距离毫米波雷达产品是其核心产品,探测距离可以达到250米,是目前探测距离最远的长距离毫米波雷达,主要用在自巡航控制系统ACC中。大陆较为全面,其主力产品则为24GHz毫米波雷达。Hella则是以24GHz雷达为其核心,客户范围最广,24GHz领域市场占有率全球第一。 在毫米波雷达的频率选择上,各个国家主要有三种波段——24GHz、60 GHz、77 GHz,而目前正在向77GHz靠拢。欧洲和美国选择的是对77GHz的集中研究,而日本则选用了60GHz的频段,随着世界范围77G Hz毫米波雷达的广泛应用,日本也逐渐转入了77GHz毫米波雷达的开发。 目前毫米波雷达主要是以24GHz SRR(Short Range Radar)系统+77GHz LRR(Long Range Radar)系统的形式出现,24GHz毫米波雷达主要负责短距离探测,而77GHz毫米波雷达主要负责远距离探测。 1、77GHz雷达相对于24GHz雷达体积更小。77GHz雷达波长不到24GHz的三分之一,所以收发天线面积大幅减小,整个雷达的尺寸有效下降,对于追求小型化非常有利。 2、77GHz雷达可以同时满足高传输功率和宽工作带宽,同时满足这两点使得其可以同时做到长距离探测和高距离分辨率。 3、77GHz雷达在天线、射频电路、芯片等的设计和制造难度更大,技术成熟度较低,目前成本更高。 另外, ITU在2015年将79GHz划归为汽车安全领域应用,此频段可检测行人并可针对多个目标,未来可能替代24GHz成为短距离雷达,被广泛应用。 毫米波雷达具有波长短、频带宽(频率范围大),穿透能力强的特点,这些特点形成了毫米波雷达的优势: 1、穿透能力强,不受天气影响。大气对雷达波段的传播具有衰减作用,毫米波雷达无论在洁净空气中还是在雨雾、烟尘、污染中的衰减都弱于红外线、微波等,具有更强的穿透能力。毫米波雷达波束窄、频带宽、分辨率高,在大气窗口频段不受白天和黑夜的影响具有全天候的特点。 2、体积小巧紧凑,识别精度较高。毫米波波长短,天线口径小,元器件尺寸小,这使得毫米波雷达系统体积小重量轻,容易安装在汽车上。对于相同的物体,毫米波雷达的截面积大、灵敏度较高,可探测和定位小目标。 3、可实现远距离感知与探测。毫米波雷达分为远距离雷达(LRR)和近距离雷达(SRR),由于毫米波在大气中衰减弱,所以可以探测感知到更远的距离,其中远距离雷达可以实现超过200m的感知与探测。 毫米波雷达的多项优势,其目前在汽车防撞传感器中占比较大,根据IHS的数据,毫米波/微波雷达+摄像头在汽车防撞传感器中占比达到了70%。 国际巨头在毫米波雷达领域研究历史久,技术积累深厚,在全球市场占据支配地位。车载毫米波雷达的研究主要在以德国、美国及日本为代表的一些发达国家内展开。目前,毫米波雷达的技术主要由博世、大陆、电装、奥托立夫、德尔福等传统零部件巨头所垄断。下图所示为部分国外厂商关于毫米波雷达的相关情况。 对于人类及其他生物而言,眼睛与耳朵是获取外界环境信息不可或缺的设备。然而无人驾驶车辆要依靠机器来获取外界信息,因此其相关设备也就替换成了雷达。信息传播的载体也因此从光变成了无线电波。然而无论是光还是无线电波其本质都是电磁波,其在真空中的传播速度相同。 尽管雷达的结构与种类不尽相同,但其基本形式是一致的,即都具备发射机、发射天线、接收机、接收天线,处理部分以及显示器。 工作时,首先通过发射机搭载的天线将电波向某个方向发射,电波在传播过程中如果遇到障碍物会发生反射,而天线接受到此反射波后会交给接收设备进行处理,进而获取障碍物的相关信息,如通过多普勒效应计算障碍物的速度,通过发射与接受之间的时间差计算与障碍物之间的距离等。 通常,车辆的驾驶员都是拥有驾驶证的人,其可以通过眼睛与耳朵对外界环境做出判断,从而驾驶车辆前进、转弯、躲避障碍。而无人驾驶车辆的驾驶员却从人变成了机器,所以相应的,获取外部信息的设备也就从眼睛与耳朵替换成了雷达。无人车通过搭载在其上的雷达设备获取外界信息,经过分析后做出对相应事件的回应。 在实际情况中,雷达的表现又如何呢?以通用Cruise无人车为例。通用Cruise使用了5个激光雷达和21个毫米波雷达,分别安置在车身的四周。21个毫米波雷达中有12个是由日本ALPS提供的79GHz雷达,4个ARS-408雷达两两安置在车身的前后,5个高分辨率雷达安装在前后左右四个方向,其分辨率可达到4厘米。 12个79GHz毫米波雷达采用级联方式工作,即某个对象执行操作时判断被关联对象是否同步执行操作,这种工作方式可以让无人驾驶车辆清楚地感知到周围360°的信息,还可以同时跟踪上千个目标,这就极大地提高了无人驾驶车辆应对突发事件的能力。这12个79GHz毫米波雷达构成了冗余系统,尽管会提高制造成本并且使得系统看起来稍显臃肿,但和其带来的安全性能提升得利益一比也就显得微不足道了。 诸多雷达构成的系统可以时时更新无人驾驶车辆周边的地图。因此,在某种程度上,无人驾驶车辆要显得比人驾驶的车辆更安全。再老道的司机也不可能做到能够时刻关注前后左右各个方位的路况,但机器驾驶员则可以无差别的对四面八方的情况做出冷静的判断并作出最优解。 以上便是小编此次带来的“毫米波”相关内容,希望大家喜欢本文。最后,十分感谢大家的阅读。

    时间:2019-10-22 关键词: 毫米波 毫米波雷达 无人车

  • 毫米波异军突起,6大毫米波雷达上市公司

    毫米波异军突起,6大毫米波雷达上市公司

    随着毫米波技术在雷达中的成功应用,毫米波一词成功成为今年的热点词汇之一。由于专业能力限制,大部分民众对毫米波技术细节并不具备详细了解。尽管如此,作为现代潮流居民,还是有必要了解一下当前知名的毫米波雷达上市公司,让我们一起来看看吧。   毫米波雷达上市公司一:四创电子 安徽四创电子股份有限公司成立于2000年8月,位于合肥国家级高新技术产业开发区,是以中国电子科技集团公司第38所为主要发起人,联合中国物资开发投资总公司、中国电子进出口总公司等共同发起设立,以气象电子、通信导航、广播电视、公共安全等领域产品的开发、生产和销售为一体的软件企业和高科技上市公司。 公司是我国领先的雷达系统和应急通信系统供应商,业务聚焦雷达和公共安全两大领域,同时积极培育北斗卫星应用业务,雷达业务贡献主要利润。雷达业务包括军用和民用的雷达整机和配套产品,其中雷达整机分为气象雷达和航管雷达。基于较强的技术优势和60%以上的军品占比,雷达业务毛利率较高,同时伴随着收入稳定增长,其贡献了公司的主要利润。   毫米波雷达上市公司二:中航飞机 中航飞机股份有限公司(简称中航飞机,股票代码000768)是中国航空工业集团公司直属的核心业务板块之一。公司A股股票于1997年6月26日在深圳证券交易所挂牌上市。2012年11月公司以非公开发行股票的方式购买西安飞机工业(集团)有限责任公司、陕西飞机工业(集团)有限公司等四家公司航空业务相关资产,标志着国内首家飞机业务板块资产重组成功实施,航空飞机产业航母正式启航。 公司拥有国内大中型军民用飞机、全系列飞机起落架及机轮刹车系统的核心资源,主要承担各种大中型军民用飞机、起落架和机轮刹车系统的研发、制造、销售、维修与服务。公司业务清晰、资源集中、实力雄厚,是国内航空产业的骨干力量,是美国波音公司、欧洲空客公司等世界知名飞机制造商的重要合作伙伴。   毫米波雷达上市公司三:海兰信 北京海兰信数据科技股份有限公司成立于2001年,立足于航海电气与信息化领域,主要从事航海电气与信息化产品的研发、生产、销售及服务。拥有自主品牌的民用航海电子领域系列产品。2004年,海兰信成为中国海军指定供应商,取得国家武器装备科研生产许可证,通过国家二级保密资格认证、军品质量管理体系、海军装备质量管理体系认证。 公司自成立以来,一直专注于航海电子科技领域,主要从事航海电子科技产品和系统的研发、生产、销售和服务。目前生产与研发的主要产品包括:船载航行数据记录仪(VDR,又称“船用黑匣子”)、船舶远程监控管理系统(VMS)、船舶电子集成系统(VEIS)、船舶操舵仪(SCS)以及雷达等。目前公司的主要客户有国内大型航运集团,包括中远集团、中海集团;国内大型石油集团,包括中海油、中石油等;国内大型船厂,包括黄埔船厂、渤海重工船厂等;政府部门,包括国家海事局等;国际航运企业,包括台塑集团、地中海海运公司(MSC)等;公司还是中国海军的合格供应商之一。   毫米波雷达上市公司四:国睿科技 国睿科技股份有限公司是由中国电子科技集团公司第十四研究所整合旗下优质产业资源组建而成,公司在上海证券交易所上市,证券代码:600562,证券简称:国睿科技。公司下辖南京恩瑞特实业有限公司,南京国睿微波器件有限公司及芜湖国睿兆伏电子有限公司,注册资本4.79亿元。 国睿科技立足于微波与信息技术领域,重点发展民品和军民结合产品,纵深拓展微波电子产品、交通电子系统、信息系统集成三大业务板块。主要产品包括雷达整机系统和子系统、大功率脉冲电源、微波组件、变动磁场微波铁氧体器件、轨道交通控制系统以及二次雷达集成产品等。   毫米波雷达上市公司五:中航电子 中航航空电子系统股份有限公司(简称:航空工业航电股份)是隶属于中国航空工业集团公司的国有控股上市公司(上市简称:中航电子;股票代码:600372),所属单位29家,其中产权所属企业11家,受托管理企业及科研院所18家;各成员单位分布在北京、上海、江苏、河南、山西、陕西、甘肃、四川、贵州、广东、辽宁等十一个省市。 公司致力于为客户提供综合化的航空电子系统整体解决方案,产品谱系覆盖飞行控制系统、雷达系统、光电探测系统、座舱显示控制系统、机载计算机与网络系统、惯性导航系统、无线电与卫星导航系统、大气数据系统、火力控制与指挥任务系统、悬挂物管理系统、综合数据管理系统、控制板组件与调光控制系统、空中交通管理系统、通信系统、电子战、无人机系统/遥控遥测/地面站、机载反潜/水声探测系统、故障诊断与健康管理系统、航空状态检测系统、电驱动与控制系统和基础元器件等航空电子相关领域。   毫米波雷达上市公司六:亚太股份 浙江亚太机电股份有限公司成立于1976年,是一家致力于开发、生产、销售汽车制动系统的国家重点高新技术企业和国家汽车零部件行业重点规划发展企业。浙江亚太机电股份有限公司于2009年8月28日在深圳证券交易所上市。 公司是国内上市公司在智能驾驶领域布局最全面的公司,在毫米波雷达、摄像头等传感器,芯片,ESC执行器等领域均有布局。且积极与各大主机厂进行战略合作,业务取得实质进展,未来将继续积极推进业务进展。 以上便是小编此次带来的有关“毫米波”的所有内容,希望通过本文,大家能对几大毫米波雷达上市公司有所了解。最后,非常感谢大家阅读本文。

    时间:2019-09-23 关键词: 毫米波 毫米波雷达 上市公司

  • 自动驾驶领域再添新品毫米波传感器助力

    自动驾驶领域再添新品毫米波传感器助力

     CMOS互补金属氧化物半导体,它本是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带-电) 和 P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。 CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器,而美国德州仪器公司在推出世界上最精确的毫米波(mmWave)单芯片互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器一年后,宣布将开始量产其高度集成的超宽频AWR1642和IWR1642毫米波(mmWave)传感器,按照目前的前装量产车时间点,搭载上述芯片方案的毫米波雷达的新车将在今年年底到2019年中期批量上市。 一年前,德州仪器正式推出了单芯片CMOS毫米波方案,分为AWR和IWR两个体系,A代表Automotive(汽车),I代表Industrial(工业)。其中,AWR1243适用于中长程雷达,可用于紧急制动、自适应巡航控制和高速公路高度自动驾驶。AWR1443中集成了MCU,适用于接近感测,比如用于乘员检测、车身传感器、驾驶室内手势识别和驾驶员监控。 近日公布的超宽频AWR1642和IWR1642毫米波(mmWave)传感器可支持76至81 GHz频率,并且能提供比竞争者高三倍的精确传感以及有最小的使用空间。目前,该芯片分别用于汽车和工业应用,包括车辆占用检测、建筑物数量计算、机器和人的交互等等。它们有望在2019年年底应用在车上,以驱动最先进的驾驶员辅助系统(ADAS)应用,应用包括长程、短程和中程雷达,可帮助汽车变得更加智能安全。 德州仪器表示,工程师们正在使用符合汽车要求的AWR1642传感器来检测车门和行李箱附近的空闲空间和障碍物、检测车厢的占用情况以及进行入侵者警报和智能自动泊车。车辆乘坐检测参考设计可提供使用AWR1642传感器检测车内人员的系统级概述和软件示例。另外,AWR1642再增加了DSP在其中,适用于超短和短程雷达,比如盲点检测、防后方碰撞/警告、车道变更辅助、行人/自行车检测、防碰撞、路口交通警报、360度视角以及停车辅助。 而IWR1642传感器是低功耗、自监控、超精确雷达系统的理想解决方案,适用于建筑自动化、工厂自动化、无人机、物料运输、交通监控和监视。人数计算和跟踪参考设计演示了该芯片如何进行室内和室外人员计数。交通监控物体检测和跟踪参考设计则演示了该技术如何实现交通监控和其他应用的远程感测。 众所周知传统汽车毫米波雷达系统的局限性,比如,分辨率低、无法分辨邻近目标、误报漏检、以及在高速场景下的大数据信息处理能力受限。但在目前激光雷达价格居高不下,技术路线待定的状况下,毫米波雷达本身独有的全天候条件适应能力,依然被很多研发人员视为L1-L3级别自动驾驶下与视觉传感器的融合首选。国内76-81GHz毫米波雷达市场处于市场启动期,随着国内汽车主动安全相关政策的逐步实施,以及汽车智能化向中低端车型的快速渗透,未来三年毫米波雷达的渗透率将快速提升。

    时间:2019-09-04 关键词: 传感器 毫米波雷达 cmos传感器 iwr1642传感器

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