汽车前向远程探测的主流方案77G毫米波雷达离我们还有多远?

2017-12-22 13:31 企业新闻   来源:汽车业如是说

导读在今天快速发展的汽车领域,多种传感器融合是未来汽车电子发展的必然趋势。其中,毫米波雷达因其传输距离远,在传输窗口内大气衰减和损耗低,穿透性强,可以满足车辆对全天气候的适应性的要求,并且因毫米波本身的特性,决定了毫米波雷达传感器器件尺寸小、重量轻、成本适中等特性。  

毫米波(millimeterwave)雷达是指工作频段在毫米波频段(30-300 GHz)的雷达(波长为1~10mm)。它是微波(300 MHz-300 GHz)的一个子频段,测距原理跟一般雷达一样,即把无线电波(雷达波)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。

在今天快速发展的汽车领域,多种传感器融合是未来汽车电子发展的必然趋势。其中,毫米波雷达因其传输距离远,在传输窗口内大气衰减和损耗低,穿透性强,可以满足车辆对全天气候的适应性的要求,并且因毫米波本身的特性,决定了毫米波雷达传感器器件尺寸小、重量轻、成本适中等特性。因此,它很好地弥补了如红外、激光、超声波、摄像头等其他传感器,在车载应用中的短板,率先成为ADAS系统和自动驾驶的主要传感器。国内外主流汽车毫米波雷达频段为24GHz(用于短中距离雷达,15-30米)和77GHz(用于长距离雷达,100-200米),其中77GHz毫米波雷达(以下简称“77G雷达”)是汽车前向远程探测的主流方案,而24GHz毫米波雷达(以下简称“24G雷达”)主要用作车后向和侧向的近程探测。

 

智能网联,汽车雷达

上海莫吉娜智能信息科技有限公司副总裁童豪良先生

上海莫吉娜智能信息科技有限公司(以下简称“上海莫吉娜”)副总裁童豪良先生在日前举办的第十届[email protected]汽车互联网大会上表示,虽然与24G雷达相比,77G雷达的检测距离远,体积小,更易于安装,功耗低,对于行人和自行车以及物体监测的效果优于24G雷达,这就意味着在更多的应用场景上,它可以提供更安全、更优良的性能。但是由于国内77G雷达的解决方案均是多芯片解决方案,多芯片解决方案在设计及开发难度上较大,成本较高,对于开发的样片和获得相关测试设备并通过测试都比较困难,因此开发的进程均较慢。而且国内许多开发团队依托的大多是研究所和高校,研究所与高校虽然在做研究方面很有优势,但在做产品方面是比较弱势的。

目前,毫米波雷达的关键技术依然被传统汽车零部件公司的典型代表“ABCD”公司等巨头垄断(ABCD公司指的是奥托立夫(Autoliv),博世(Bosch),大陆(Continetal),德尔福(Dephi)),特别是77G雷达技术只有Bosch、Continental、Dephi等少数几家公司掌握,国产化几乎处于空白状态。而作为毫米波雷达的关键部件-前端单片微波集成电路(MMIC),也掌握在英飞凌、ST、恩智浦/飞思卡尔、TI等少数国外芯片厂商手中。

在此情况下,2015年在美国硅谷创建,2017年落户上海的上海莫吉娜集合了来自美国硅谷的资深科学家和来自一流的汽车电子和人工智能公司的产品和技术专家,采用今年5月TI发布的单芯片CMOS(complementroy meta-odix sensor互补金属氧化物半导体,一种大规模集成电路制造工艺和技术)毫米波雷达解决方案,仅仅经过几个月的时间,便突破了核心技术难关。莫吉娜将会很快推出国产的77GHz毫米波雷达产品,并有希望成为国内最早的一家能够量产77G雷达的公司。

 

智能网联,汽车雷达

德州仪器半导体技术(上海)有限公司中国区嵌入式系统与应用总监蒋宏先生

谈及今年上半年德州仪器半导体技术(上海)有限公司(以下简称“TI”)推出的单芯片CMOS毫米波雷达解决方案,业界一致认为,该项技术有可能对未来产业造成技术的颠覆。TI中国区嵌入式系统与应用总监蒋宏先生表示,截止到2016年底TI的汽车处理器芯片的总出货量达到1.5亿片,而且TI汽车处理器部门是整个TI公司增长最快的部门。由此可见,汽车电子技术的飞速发展。在此大背景下,下一代人工智能是必不可少的因素,大量的数据交换,既要快速实时,又要确保安全性,而且有些技术还要做冗余、加密以及防火墙隔离等等。所以,TI对于下一代芯片的发展战略非常严谨与重视。

根据佐思咨询的《2015-2020年全球及中国汽车雷达产业市场报告》显示,2015年全球毫米波汽车雷达市场规模约为19.36亿美元,预计2016年市场规模达24.60亿美元,到2020年可达51.20亿美元,是汽车电子领域最具增长力的产品。

而随着自动驾驶不断进步,车辆中雷达传感器数量不断增加,有些车辆上至少有10个以上的雷达传感器。其次,汽车市场对供应商的要求很高。OEM车厂为了实现ADAS和自动驾驶技术,希望相关传感器在提升安全性的同时,尺寸能够更小、速度更快且成本更低。从而,促使某些正处于开发阶段的现有雷达系统将发射器接收器、时钟和基带功能集成在一个单芯片内,这就需要CMOS技术的支持。

通过利用CMOS 技术,将嵌入式微控制器 (MCU) 和数字信号处理 (DSP) 以及智能雷达前端集成在内,TI经过7年在感知领域的研发投入,做到了这一点,推出了单芯片CMOS毫米波雷达解决方案。由于该芯片是基于45nm RF CMOS工艺,其尺寸仅有10.4mm×10.4mm。从而,使得开发新一代77G雷达的整个难度降低很多,其合格率和成本也发生了很大变化,对产业的推动可以说是很大的。上海莫吉娜采用TI的单芯片CMOS毫米波雷达解决方案获得成功便是一个很好的例证。

如今,国产能够真正量产的77G毫米波雷达,正如英国的浪漫主义诗人雪莱在<<西风颂 >>中所说的,冬天来了,春天还会远吗?

标签:  传感器[7]    毫米波[17]    雷达波[1]
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