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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

發(fā)布時(shí)間:2021-11-30 來(lái)源:TI 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】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。


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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。


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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。


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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。


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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。


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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??删幊虜?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。


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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。



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