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车用雷达:必备传感器
YolePR | 2018-01-04 14:14:32    阅读:96   发布文章

Yole Développement(Yole)在其最新报告“2018年汽车雷达技术”( Radar Technologies forAutomotive 2018, )中调查了雷达的各种演进趋势以及其市场生态系统和供应链。Yole将雷达定位为汽车传感的关键技术,伴随着日益提高的渗透率。 


汽车电子组件的使用正在爆炸式增长,原始设备制造商(OEM)和一级Tier 1供货商重点关注ADAS先进驾驶辅助系统,以提供更安全的车辆并减少交通事故死亡人数。像欧洲NCAP欧洲新车评估计划这样的安全组织也在推动这种方式,鼓励具有先进安全功能如自动紧急制动的汽车的高等级汽车制造商。相关应用仍在不断演化发展,以因应如下列方面的需求:高速公路和城市等不同路况,道路交叉点情景,以及行人和自行车骑士等特有的弱势道路使用者侦测等。当前最先进的汽车(目前被定义为驾驶辅助自动化等级2和3级)将逐步升级到等级4和等级5,从而导致更精确的传感器整合。



许多传感器已经发展成为汽车的“眼睛”,并支持自动化。具有物体识别功能的相机传感器自然成为达成这项任务的首选技术。然而,它仍有范围限制(最优视线范围100米),并且还无法完全克服恶劣的天气条件。因此,需要其他传感技术的辅助来实现进一步的汽车自动化。雷达技术填补了这一空白,因为它能够探测到汽车前方250米的物体,即使是在雾中和能见度较低的情况下。雷达还有一个令人印象深刻的技术发展路线图,可以实现大范围和角度分辨率的改进,以及设备的小型化和降低成本。它也非常适合精确的速度提取。

 

Yole认为,雷达技术将在汽车传感器中实现出色的渗透率,以补充相机设备的不足。尽管到2022年全球汽车销量增长较少(约3%),但Yole Développement预计雷达模块销售的平均增长率为25%,未来五年雷达芯片销售的平均增长率为22%,汽车产业将成为雷达技术发展的下一个长期推动力。


汽车雷达在24 GHz的无授权ISM(工业科学医疗)频段间运作,用于短距离(高达30米)的应用(盲点检测、换道辅助),以及W频段的77 GHz频段(高达250米)应用(自适应巡航控制、自动紧急制动)。然而,这种异质性的方法可能会产生越来越多配备雷达的汽车间的干扰问题,一个更为统一被称为79 GHz的平台应运而生,以77 GHz频率为基础,其可用带宽有5 GHz,从76 GHz到81 GHz。 79 GHz还具有可以提高雷达分辨率,从而实现更好的目标分离,同时减少天线和高频电路的尺寸的优势。



基于这个新平台,雷达架构将达到一个新层次的复杂程度,需要创新的天线设计,复杂的模块化技术和目标分辨率算法。多波束、多频段范围的方法导致更复杂的天线数组,增加发送和接收路径,同时增加3D侦测能力。成像能力是雷达唯一所缺乏的部分,但这也是可以预期的,以雷达为基础,对目标进行分类的技术发展正在进行。 


为了满足这些严格的要求,需要增加一个新一代的芯片,伴随频道数目的增加、数字模拟转换器的集成、数字信号处理,以及单个芯片上的雷达前端。成熟的硅锗SiGe技术与最新的射频互补式金属氧化物RFCMOS平台之间正在进行着一场竞争,由于德州仪器(Texas Instruments)等公司在过去的十年中一直在开发RFCMOS技术,因此这个平台正急速落实。


像Metawave和Uhnder这样的创新型的新创公司,提出了高分辨率电子可控天线和成像雷达的颠覆性技术,正在与Continental和博世(Bosch)等成熟的模块制造商展开直接竞争。而在以130nm SiGe为平台的77 GHz汽车雷达芯片方面,恩智浦NXP和英飞凌Infineon是主要供货商,德州仪器和ADI等其他大型半导体公司也提供基于先进CMOS节点(低至28nm)的产品。 



代工厂也试图于这个市场生态系统中寻找自己的定位。例如,GLOBAL FOUNDRIES及其22FDX平台,TOWERJAZZ及其180nm SiGe平台,以及UMS。看到如此广泛的技术产品,这是汽车雷达市场的有明确拉力的最佳铁证,这是令人兴奋的发展。然而,用新技术渗透汽车市场并非易事。反之,进入并保持汽车供应链的地位是一个长期的、基于信任的过程。



我们正在进入一个新的“雷达时代”,有许多发展、颠覆性技术和新市场进入者将这项技术作为主要传感器技术– 同时搭配用于ADAS和自动驾驶车辆的成像(摄像机)。




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Radar Technologies for Automotive 2018

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