什么是毫米波

什么是毫米波？毫米波實質(zhì)上就是電磁波一個頻段，其頻率高于無線電，低于可見光和紅外線，頻率大致范圍是30GHz—300GHz。這是一個非常適合車載領(lǐng)域的頻段，在這個頻段中，波長大概是1~10mm。因此我們將這個波段稱為毫米波。

其次，毫米波雷達(dá)的原理是什么？當(dāng)電磁波在傳播時碰到另一種介質(zhì)，會反彈回來，其時延是2倍距離/光速。返回來的波形和發(fā)出的波形之間會有頻率差，這個頻率差和時延是呈線性關(guān)系的：物體越遠(yuǎn)，返回的波收到的時間就越晚，那么它跟入射波的頻率差值就越大。將這兩個頻率做減法，就可以得到二者頻率的差頻（差拍頻率），通過判斷差拍頻率的高低就可以判斷障礙物的距離。毫米波雷達(dá)就是利用了電磁波金屬反射比大的特性。

從頻段上來看，比較常見的車載領(lǐng)域的毫米波雷達(dá)頻段有兩類。

1、24GHz，目前大量應(yīng)用于汽車的盲點監(jiān)測、變道輔助。雷達(dá)安裝在車輛的后保險杠內(nèi)，用于監(jiān)測車輛后方兩側(cè)的車道是否有車、可否進(jìn)行變道。這個頻段也有其缺點，首先是頻率比較低，另外就是帶寬（Bandwidth）比較窄，只有250MHz。

2、77GHz，這個頻段的頻率比較高，國際上允許的帶寬高達(dá)800MHz。據(jù)介紹，這個頻段的雷達(dá)性能要好于24GHz的雷達(dá)，所以主要用來裝配在車輛的前保險杠上，探測與前車的距離以及前車的速度，實現(xiàn)緊急制動、自動跟車等主動安全領(lǐng)域的功能。

從工藝層面來講，目前毫米波雷達(dá)的兩個主要工藝，一個是SiGe，一個是CMOS。SiGe的好處是傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)很成熟，在77GHz上SiGe的片子已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模量產(chǎn)。CMOS的好處是集成度更高，未來可以把基帶和射頻都集中在一個SoC上，這是一個非常好的技術(shù)優(yōu)勢。從出貨量上來看，目前還是SiGe比較大，因為在大功率情況下SiGe的性能比CMOS要好一些。這兩種技術(shù)目前是并存的，未來的一段時間也將持續(xù)并存。

毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢

在眾多車載傳感器中，每個傳感器都有自身的特點，都存在各自特有的應(yīng)用場景，所以未來一定是多種傳感器融合的解決方案最優(yōu)。汽車的安全性是一切發(fā)展的前提。各種傳感器協(xié)同工作來實現(xiàn)車輛對周圍環(huán)境高精度低延時的監(jiān)控，而毫米波雷達(dá)憑借其可靠的表現(xiàn)（如應(yīng)對惡劣天氣條件）且唯一能夠“全天候全天時”工作的超強能力，成為了汽車ADAS不可或缺的核心傳感器之一！

全球汽車出貨量的自動化程度趨勢

除了不同傳感器之間孰優(yōu)孰劣之外，還有一個問題非常重要，那就是24GHz和77GHz兩個頻段誰更好。24GHz雷達(dá)傳感器的探測距離約50m左右，距離相對較短，主要用于盲點監(jiān)測（BSD），變道輔助（LCA）等。77GHz雷達(dá)傳感器的的探測距離更長，可達(dá)到160m到230m。相比于24GHz，77GHz雷達(dá)傳感器的頻率更高、波長變短、系統(tǒng)帶寬更寬，從而提高了距離和速度測量的精度和準(zhǔn)確度，主要用于自動緊急制動（AEB）、汽車自適應(yīng)巡航控制（ACC）和前向防撞預(yù)警（FCW）等。

24GHz頻段與77GHz頻段汽車?yán)走_(dá)傳感器的趨勢

目前市場需要的是在復(fù)雜的場景下，能夠更好解決問題并且價格可接受的產(chǎn)品，因此未來很長一段時間內(nèi)，由于成本、性能、供應(yīng)鏈等問題，77GHz雷達(dá)的分布位置和24GHz雷達(dá)將會完全不同，在整車上發(fā)揮不同的功能作用，77GHz并不會簡單替代24GHz，而是會相當(dāng)長一段時間內(nèi)共存。

毫米波雷達(dá)提升ADAS安全

TI的毫米波雷達(dá)對于物體的穿透性非常好，在適應(yīng)各種天氣情況下的性能也非常好，而且成本很低。同時，因為是單芯片，整個成本可以降得很低，所以在整個性價比上可以實現(xiàn)很大的提升。

AWR1243適用于中長程雷達(dá)，可用于緊急制動、自適應(yīng)巡航控制和高速公高度自動駕駛。相比之下，AWR1443中集成了MCU，適用于接近感測，比如用于乘員檢測、車身傳感器、駕駛室內(nèi)手勢識別和駕駛員。AWR1642則是再增加了DSP在其中，適用于超短和短程雷達(dá)，比如盲點檢測、防后方碰撞/、車道變更輔助、行人/自行車檢測、防碰撞、通警報、360度視角以及停車輔助。此外，對于無人駕駛汽車來說，其行駛場景會從高速公切換到低速密集區(qū)域，因此整個探測場景也要不斷進(jìn)行切換。這就需要實現(xiàn)動態(tài)多模式操作支持。而AWR12xx、14xx、16xx則可以從中遠(yuǎn)程到近距離實現(xiàn)完整覆蓋。

TI的毫米波雷達(dá)更多資料

借助TI mmWave傳感器產(chǎn)品組合中的3個器件，AWR1243、AWR1443和AWR1642傳感器，開發(fā)人員能夠為他們的設(shè)計選擇最佳器件。TI提供針對這3款器件的評估模塊（EVM）、參考電路原理圖、PCB設(shè)計文件和BOM，使開發(fā)人員能夠在短時間內(nèi)搭建屬于自己的電路板。

AWR1642單芯片傳感器、視野范圍和視域能力

此外，TI提供SDK，這是一款由驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)（OS）抽象層、參考算法庫、固件、API、實用工具和演示實例組成的軟件開發(fā)套件。這些庫使得針對射頻前端子系統(tǒng)的控制和監(jiān)控更加簡便，而這些驅(qū)動程序通過標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)提供與外部的通信。mmWave Studio工具幫助開發(fā)人員以系統(tǒng)級參數(shù)配置射頻前端，比如調(diào)頻和系統(tǒng)配置文件、起始和終止頻率，以及更多其它參數(shù)，并且分析射頻性能。通過充分利用TI的軟件和系統(tǒng)開發(fā)套件（SDK），開發(fā)人員可以在30分鐘內(nèi)評估和實現(xiàn)一個傳感器項目。