Imec為ADAS提供分布式雷達突破

實現更高的雷達精度需要多個雷達節點協同工作，這給在節點之間長距離一致地分配共享本振 （LO） 信號而不會產生干擾或衰減帶來了重大挑戰。研究公司和創新中心 IMEC 最近解決了這一挑戰，在光纖通信會議和展覽會 （OFC） 上推出了所謂的開創性概念驗證，即支持光子學的碼分復用 （CDM） 調頻連續波 （FMCW） 144 GHz 分布式雷達系統。

Imec 的光子 CDM FMCW 144-GHz 分布式雷達系統可能會改變下一代高級駕駛輔助系統 （ADAS） 和高精度傳感應用，滿足行業對不斷擴展的高級安全功能的需求。CDM 允許將各種數據信號組合在一起，同時在公共頻段上傳輸。

imec 支持光子學的 CDM FMCW 144-GHz 分布式雷達系統概念驗證的特寫（來源：imec）

“汽車雷達的主要痛點是大量芯片被塞進一個模塊中，導致物理尺寸受限，”imec 汽車傳感產品組合產品組合經理 Ilja Ocket 說。“汽車雷達的分辨率與天線陣列的尺寸成正比。

“我們研究的架構可以創建更大的物理雷達，”他補充道。“這是我們在這里試圖追求的主要應用要求，創造了這個大孔徑。使用 144 GHz（新頻段）可以設計更小的天線，并且更容易集成到汽車中。

分布式雷達系統確保與遠程雷達單元的連貫線性調頻，與傳統的單節點設置相比，增加的范圍將使多節點雷達系統具有卓越的角度分辨率。借助 imec 的新方法，光纖無線電技術和 CDM 的結合實現了雷達單元之間的無縫協調，從而提高了角度分辨率和可擴展性。

這一突破的一個關鍵部分是利用 CDM 的相位編碼器。據該公司稱，使用 CDM，每個節點都被分配了一個唯一的代碼序列，用于慢速二進制相位調制。它與相位編碼的 Hadamard 碼分波形一起使用，允許多個雷達節點同時在相同的帶寬上傳輸信號。

Imec 表示，這種 CDM 方法對于分布式系統來說是新穎的，可提供更高的可擴展性和更容易的實施。

Imec 的光信號分配方法使用模擬光纖無線電技術將相位編碼器直接集成到光分配網絡中。該系統能夠在 5 到 10 米的長距離內實現 LO 信號的低損耗傳輸，顯著減少電磁干擾（基于射頻的信號分配的常見限制），并保持相干多節點雷達運行所需的信號完整性。

144 GHz Hadamard CDM 分布式 FMCW 雷達的概念驗證使用兩個雷達節點。Imec 計劃將系統擴展到四個及以上的雷達節點，以進一步評估角度分辨率和可擴展性的改進。

目前的重點是汽車行業，預計它將為 ADAS 提供高分辨率的 360° 雷達傳感。然而，在未來，該技術的潛在用例包括室內傳感、生物醫學成像和生命體征監測。

“我們已經展示了兩個節點相連，但擴大規模變得更加困難和具有挑戰性，”Ocket 說。“我們相信我們可以實現與 LiDAR 競爭的角度分辨率。它是在車輛中部署光纖的敲門磚，支持車載網絡應用。

Ocket 進一步解釋說，直到現在，汽車一級供應商才開始使用光纜在汽車中使用光互連。他認為現在是開始考慮開發基于光分發的產品的時候了。

Imec 預計，到 2030 年，該技術將具有商業可行性。