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

    發(fā)布時(shí)間:2021-12-09 來源:德州儀器 責(zé)任編輯:lina

    【導(dǎo)讀】毫米波雷達(dá)為汽車和工業(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。


    毫米波雷達(dá)為汽車和工業(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。


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

    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)將天線放置在無塑封基板上,防止因天線穿過塑封材料時(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。


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

    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。

    ?通過縮短從器件到天線的布線來降低功率損耗。


    AoP如何改善外部近場(chǎng)感應(yīng)應(yīng)用


    汽車制造商趨向于提供一些ADAS之外的自動(dòng)化特性,例如車門和后備箱自動(dòng)開啟。該特性需要一個(gè)高分辨率傳感器來檢測(cè)不同類型的物體,避免在打開車門和后備箱時(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的車門上,交通錐標(biāo)在圖形用戶界面中標(biāo)記為紅色立方體,因?yàn)檐囬T在打開時(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)檐囬T在打開時(shí)不會(huì)碰到它。


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

    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


    車門障礙物檢測(cè)傳感器需要一種具有三維視覺能力的解決方案,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。


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

    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


    自行車和購(gòu)物車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。


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

    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)開車門)以及側(cè)視雷達(dá)傳感器(用于在汽車行駛中檢測(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顯示了使用門障礙物檢測(cè)傳感器檢測(cè) 5m距離處的騎行者。


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

    圖 6:使用門障礙物檢測(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(例如門把手處)靈活放置傳感器。77GHz AWR1843AOP 傳感器可為門障礙物檢測(cè)、后備箱障礙物檢測(cè)、基本盲點(diǎn)檢測(cè)和泊車輔助等應(yīng)用加快上市時(shí)間并降低系統(tǒng)級(jí)成本。

    (來源:德州儀器)


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