技術(shù)干貨|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

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。

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。

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。

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?；跀z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。

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。

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。

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。