24GHz 및 77GHz 자동차 레이더 트랜시버

최근에 새 차를 구입했다면, 그 차에는 최소한 하나의 24GHz 또는 77GHz 레이더 모듈이 포함되어 있을 가능성이 높습니다. 이 모듈들은 이미 차량의 ADAS 시스템과 통합되어 객체 탐지, 자동 제동, 충돌 회피 등을 수행합니다. 완전히 기능하는 자동차 레이더 모듈은 상업적으로 구입할 수 있지만, 해상도가 더 높고, 크기가 더 작으며, 전력 소비가 더 낮은 새로운 모듈을 만드는 사업에 종사할 수도 있습니다. 이는 새 제품에 적합한 77GHz 자동차 레이더 송수신기를 선택하는 것을 요구합니다.

77 GHz 자동차 레이더는 어떻게 작동하나요?

고주파수 자동차 레이더 시스템은 첩파(즉, FMCW 작동)를 사용합니다. 여기서 모듈에서 생성된 주파수는 선형 램프 비율로 낮은 값에서 높은 값으로 변화됩니다. 첩파 자동차 레이더는 76GHz에서 81GHz까지 작동하도록 지정됩니다. 자동차 레이더용 RF 송수신기는 일반적으로 방향성을 제공하기 위해 직렬로 연결된 패치 안테나 배열에 연결됩니다. 그런 다음 출력 신호는 세 개의 Tx 안테나 배열로 전송됩니다. 새로운 모듈은 사용자가 방향 탐지를 제공하기 위해 지연을 지정할 수 있게 하여, 다가오는 객체의 방향을 결정할 수 있습니다.

먼 객체에서 반사된 신호는 네 개의 Rx 안테나 배열로 감지되며, 77GHz 기준 발진기 신호에 대한 비트 주파수를 추출하여 도플러 이동을 측정합니다. 비트 주파수 값, 다른 Rx 안테나에서의 위상 지연, 그리고 진폭은 모두 먼 객체까지의 방향, 속도, 그리고 거리를 추출하는 데 사용될 수 있습니다.

자동차 레이더 시장을 주의 깊게 살펴봤다면, 24GHz가 자동차 레이더 응용 프로그램에 사용되는 표준 주파수였다는 것을 알고 있을 것입니다. 77GHz로의 이동은 두 가지 이유로 이루어졌습니다. 첫째, 76에서 81GHz 대역은 더 넓은 첩 범위를 허용하여 다른 객체의 움직임을 측정할 때 더 큰 해상도를 제공합니다. 둘째, 77GHz를 사용하면 24GHz가 이산 산소의 두 흡수 대역 꼬리에 들어가기 때문에 더 긴 범위를 제공합니다. 이는 77GHz 자동차 레이더 송수신기가 일반적으로 100m를 초과하는 사용 가능 거리를 가지고 있다는 것을 의미합니다.

24GHz 또는 77GHz 자동차 레이더 송수신기 선택하기

이 송수신기들은 짧은 범위와 긴 범위에서 모두 객체를 감지할 수 있으며, 귀하의 선호도가 특정 응용 프로그램에 사용할 주파수를 결정할 수 있습니다. 77GHz 자동차 레이더는 장거리에서 객체를 감지하는 데 이상적이며, 위치, 속도, 그리고 방향 결정을 포함합니다. 24GHz 장치는 다가오는 장애물을 단거리에서 감지하는 데 가장 적합합니다.

모듈에서 반사된 신호가 감지되어 송수신기로 수집되면, 실제 차량과 가짜 목표를 구분하고 속도, 거리, 방향을 결정하기 위해 필요한 일부 신호 처리 작업이 필요합니다. 이러한 기능 중 일부는 아래에서 볼 수 있듯이 새로운 송수신기에 내장되고 있습니다. 선택하는 수신기는 주로 필요한 통합 수준, 발자국, 범위 요구 사항 및 전력 소비에 따라 달라질 것입니다.

인피니언, BGT24ATR 24 GHz 실리콘 게르마늄 송수신기

BGT24ATR 레이더 송수신기는 24 GHz에서 자동차 응용 프로그램에 사용되는 인피니언의 레이더 송수신기 제품군 중 하나입니다. 제조업체는 자동차 환경에서 에너지 효율의 중요성을 인식하고 있으며, 이 송수신기는 낮은 전력 소비를 제공하며 단일 공급 전압을 사용합니다. 이 송수신기는 수신 및 송신 채널을 위한 단일 칩을 사용합니다. 이 24 GHz 자동차 레이더 송수신기의 유용한 응용 프로그램에는 사각지대 감지, 충돌 회피, 주차 보조 및 심지어 교통 표지판 인식이 포함됩니다.

인피니언 24 GHz 레이더 칩셋 블록 다이어그램, BGT24ATR 데이터시트에서.

24 GHz는 위에 나열된 것과 같은 단거리 응용 프로그램에만 적용됩니다. 그러나 위치, 속도 및 방향 감지에 고해상도가 필요한 장거리 응용 프로그램의 경우, 필요한 더 넓은 치프 범위를 제공하기 때문에 77 GHz 자동차 레이더가 더 나은 옵션입니다.

텍사스 인스트루먼트, AWR1243FBIGABLQ1

AWR1243FBIGABLQ1 77 GHz 송수신기는 현재 외부 MCU를 통합한 레이더 모듈에서 사용되고 있습니다. 아래에 표시된 것과 같은 이 송수신기의 예제 응용 프로그램 인터페이스입니다. 이 송수신기는 SPI를 통해 MCU와 통신할 수 있으며, MCU는 PHY 계층과 직접 통신합니다.

AWR1243 장치는 76에서 81 GHz 대역의 자동차 레이더 센서 구현을 단순화하는 자체 포함된 FMCW 송수신기 단일 칩 솔루션입니다. 이는 TI의 저전력 45-nm RFCMOS 공정에 기반을 두고 있으며, 내장된 PLL 및 A2D 변환기를 갖춘 3TX, 4RX 시스템의 단일 칩 구현을 가능하게 합니다. 간단한 프로그래밍 모델 변경을 통해 다양한 센서 구현(단거리, 중거리, 장거리)을 가능하게 하며, 다중 모드 센서를 구현하기 위한 동적 재구성의 가능성을 제공합니다.

AWR1243 RF 트랜시버의 예제 응용 다이어그램, TI의 데이터시트에서 발견됨

텍사스 인스트루먼트, AWR1443 트랜시버

AWR1443 트랜시버는 77 GHz 자동차 레이더 트랜시버에 적합한 옵션으로, 이 시스템에 필요한 모든 표준 기능을 포함하고 있습니다. 이 트랜시버는 76에서 81 GHz의 주파수에서 작동하여 ADAS 시스템에서 FMCW 레이더 응용 프로그램에 적합합니다. 표준 4개의 Rx 및 3개의 Tx 채널뿐만 아니라 칩 모듈레이터도 포함하고 있습니다. 이 모듈은 낮은 가시성에서도 30에서 250미터 범위의 다양한 장애물을 감지하는 데 이상적입니다.

AWR1443 77 GHz 자동차 레이더 트랜시버 블록 다이어그램, AWR1443 데이터시트에서 발견됨

이 특정 시스템은 칩에 직접 통합된 중요한 신호 처리 기능을 포함하고 있어 매우 유용합니다. 이는 많은 중요한 처리 기능을 포함하여 시스템의 전체 크기를 줄일 수 있는 미니어처 77 GHz 자동차 레이더 모듈에 대한 훌륭한 옵션입니다.

NXP 반도체, TEF8102EN/N1E

TEF8102EN/N1E는 76에서 81 GHz 사이의 자동차 레이더 응용 프로그램에 적합한 통합 장치입니다. 이 제품은 FMCW 레이더에서 4 GHz 칩 모듈레이션을 제공하여 낮은 노이즈와 높은 출력 전력으로 경쟁력 있는 객체 해상도를 제공합니다. 평가된 작동 온도 범위는 최대 125 oC에 이를 수 있습니다. 마스터/슬레이브 설정을 사용하여 연속되는 경우, 다양한 LO 입력 및 LO 출력 옵션을 기대할 수 있습니다. 이 구성 요소는 ISO26262 표준과 호환됩니다.

이 77 GHz 자동차 레이더 트랜시버의 일부 예제 응용 프로그램은 후방 및 전방 교통 경고, 주차 보조 및 충돌 회피입니다. 구성 요소가 매우 작은 발자국을 가지고 있다는 점에 주목할 가치가 있습니다. mm파 프론트 엔드 부분은 최대 2 GHz 칩 대역폭과 위상 제어 및 출력 레벨 안정화가 가능한 세 개의 전송 체인을 제공하여 방향의 정확한 결정을 가능하게 합니다:

TX 신호의 위상은 타이밍 엔진에 의해 칩 대 칩 기준으로 제어되거나, 다른 TX 섹션의 이진 위상 이동기에 직접 연결된 디지털 I/O 신호에 의해 제어될 수 있습니다. 각 수신 체인에는 강력한 저주파 신호의 억제를 위한 프로그래머블 하이패스 필터가 포함되어 있으며, ADC 에일리어싱 대역의 신호 억제를 위한 로우패스 필터 기능도 있습니다. 출처: TEF8102EN/N1E 데이터시트

NXP Semiconductor에서 제공하는 TEF8102EN/N1E 수신기 칩

NXP에서도 제조하는 MC33MR3003AXVKR2는 이러한 부품류의 미래 출시 제품으로, 회사는 이 새로운 수신기가 최고의 제품이 될 것이라고 주장합니다. NXP는 아직 이 부품을 출시하지 않았지만, 이 부품과 다른 업그레이드가 AWR1443과 같은 부품들과 경쟁하기 위해 더 큰 통합을 제공할 것으로 기대합니다.

77 GHz 자동차 레이더가 곧 새로운 차량의 표준 부품이 될 것이며, 아마도 새로운 UAV에도 탑재될 것입니다. 중요한 기술을 지원할 수 있는 수신기가 필요할 것입니다. 77 GHz 자동차 레이더용 통합 수신기를 찾고 있다면, 다음 자동차 제품에 가장 적합한 옵션을 결정하기 위해 우리의 부품 선택 가이드를 사용해 보세요.

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