Bộ thu phát radar ô tô 24 và 77 GHz

Nếu bạn mới mua một chiếc xe mới, thì rất có thể nó bao gồm ít nhất một mô-đun radar 24 hoặc 77 GHz. Những mô-đun này đã được tích hợp sẵn với hệ thống ADAS của xe để phát hiện vật thể, phanh tự động và tránh va chạm. Mặc dù các mô-đun radar ô tô hoàn chỉnh đã có sẵn trên thị trường, bạn có thể đang trong quá trình tạo ra các mô-đun mới cung cấp độ phân giải cao hơn, kích thước nhỏ hơn và tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Điều này đòi hỏi việc chọn mô-đun thu phát radar ô tô 77 GHz phù hợp cho sản phẩm mới của bạn.

Radar Ô tô 77 GHz Hoạt Động Như Thế Nào?

Hệ thống radar ô tô tần số cao sử dụng xung chirped (tức là, hoạt động FMCW), nơi mà tần số được tạo ra trong mô-đun thay đổi từ giá trị thấp đến giá trị cao với tốc độ tăng dần tuyến tính. Radar ô tô chirped được chỉ định hoạt động từ 76 đến 81 GHz. Các bộ thu phát RF cho radar ô tô thường được kết nối với các mảng ăng-ten dạng patch nối tiếp để cung cấp hướng. Tín hiệu đầu ra sau đó được gửi đến một mảng ba ăng-ten Tx. Các mô-đun mới hơn sẽ cho phép người dùng chỉ định một độ trễ để cung cấp phát hiện hướng, cho phép xác định hướng của các vật thể đang đến.

Sau khi phản xạ từ một vật thể ở xa, tín hiệu được phát hiện bằng một mảng bốn ăng-ten Rx, và sự dịch chuyển Doppler được đo bằng cách trích xuất tần số đánh bại so với tín hiệu dao động tham chiếu 77 GHz. Giá trị tần số đánh bại, độ trễ pha ở các ăng-ten Rx khác nhau, và biên độ có thể được sử dụng để trích xuất hướng, tốc độ, và khoảng cách đến một vật thể ở xa.

Nếu bạn đã chú ý đến thị trường radar ô tô, thì bạn biết rằng 24 GHz từng là tần số tiêu chuẩn được sử dụng cho các ứng dụng radar ô tô. Việc chuyển sang 77 GHz được thực hiện vì hai lý do. Đầu tiên, băng tần 76 đến 81 GHz cho phép một phạm vi chirp rộng hơn, cuối cùng cung cấp độ phân giải lớn hơn khi đo chuyển động của một vật thể khác. Thứ hai, sử dụng 77 GHz cung cấp phạm vi xa hơn vì 24 GHz chỉ tình cờ rơi vào hai băng hấp thụ của oxy diatomic. Điều này có nghĩa là các bộ thu phát radar ô tô 77 GHz có khoảng cách sử dụng dài hơn, thường vượt quá 100 m.

Chọn Bộ Thu Phát Radar Ô tô 24 hoặc 77 GHz

Những bộ thu phát này có thể phát hiện vật thể ở cả khoảng cách ngắn và dài, và sở thích của bạn có thể xác định tần số bạn cần sử dụng cho ứng dụng cụ thể của mình. Radar ô tô 77 GHz lý tưởng cho việc phát hiện vật thể ở khoảng cách xa, bao gồm xác định vị trí, tốc độ, và hướng. Các đơn vị 24 GHz tốt nhất được sử dụng cho việc phát hiện vật cản đến gần ở khoảng cách ngắn.

Một khi tín hiệu phản xạ được phát hiện trong mô-đun của bạn và thu thập bằng bộ thu phát của bạn, sẽ có một số nhiệm vụ xử lý tín hiệu cần thiết để phân biệt xe thực từ mục tiêu giả mạo, và để xác định tốc độ, khoảng cách, và hướng đi. Một số chức năng này đang được tích hợp vào các bộ thu phát mới hơn, như chúng ta sẽ thấy dưới đây. Bộ thu bạn chọn sẽ chủ yếu phụ thuộc vào mức độ tích hợp bạn yêu cầu, cũng như kích thước, yêu cầu về phạm vi, và tiêu thụ năng lượng.

Infineon, BGT24ATR 24 GHz Silicon Germanium Transceiver

Bộ thu phát radar BGT24ATR là một thành viên trong gia đình bộ thu phát radar của Infineon dành cho ứng dụng ô tô tại 24 GHz. Nhà sản xuất nhận thức được tầm quan trọng của hiệu quả năng lượng trong môi trường ô tô; bộ thu phát này cung cấp tiêu thụ năng lượng thấp, và nó sử dụng một nguồn điện áp đơn. Bộ thu phát này sử dụng một chip đơn cho cả kênh thu và phát. Một số ứng dụng hữu ích của bộ thu phát radar ô tô 24 GHz này bao gồm phát hiện điểm mù, tránh va chạm, hỗ trợ đậu xe, và thậm chí nhận diện biển báo giao thông.

Sơ đồ khối chipset radar 24 GHz của Infineon, từ tài liệu dữ liệu BGT24ATR.

24 GHz chỉ áp dụng cho các ứng dụng có phạm vi ngắn, như những ứng dụng được liệt kê ở trên. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng có phạm vi xa yêu cầu độ phân giải cao về vị trí, tốc độ, và phát hiện hướng, radar ô tô 77 GHz là một lựa chọn tốt hơn vì nó cung cấp phạm vi chirp rộng hơn cần thiết.

Texas Instruments, AWR1243FBIGABLQ1

Bộ thu phát 77 GHz AWR1243FBIGABLQ1 từ Texas Instruments hiện đang được sử dụng trong các mô-đun radar kết hợp với một MCU bên ngoài. Một ví dụ về giao diện ứng dụng cho bộ thu phát này được hiển thị dưới đây. Bộ thu phát này có thể giao tiếp với MCU qua SPI, và MCU giao tiếp trực tiếp với lớp PHY.

Thiết bị AWR1243 là một giải pháp bộ thu phát FMCW độc lập trên một chip đơn giản hóa việc triển khai cảm biến Radar Ô tô trong dải 76 đến 81 GHz. Nó được xây dựng trên quy trình RFCMOS tiết kiệm năng lượng 45-nm của TI, cho phép triển khai đơn giản một hệ thống 3TX, 4RX với PLL và bộ chuyển đổi A2D tích hợp. Những thay đổi mô hình lập trình đơn giản có thể kích hoạt một loạt các triển khai cảm biến (Ngắn, Trung, Dài) với khả năng cấu hình lại động để triển khai một cảm biến đa chế độ.

Sơ đồ ứng dụng ví dụ từ bộ thu phát RF AWR1243, tìm thấy trong bảng dữ liệu từ TI

Texas Instruments, Bộ thu phát AWR1443

Bộ thu phát AWR1443 là một lựa chọn xuất sắc cho bộ thu phát radar ô tô 77 GHz bao gồm tất cả các tính năng tiêu chuẩn cho các hệ thống này. Bộ thu phát này hoạt động ở các tần số từ 76 đến 81 GHz, phù hợp cho các ứng dụng radar FMCW trong hệ thống ADAS. Nó bao gồm bốn kênh Rx và ba kênh Tx tiêu chuẩn cũng như một bộ điều chế chirp. Mô-đun này lý tưởng cho việc cảm nhận các vật cản ở các khoảng cách từ 30 đến 250 mét, ngay cả trong điều kiện tầm nhìn thấp.

Sơ đồ khối bộ thu phát radar ô tô 77 GHz AWR1443, từ bảng dữ liệu AWR1443

Hệ thống cụ thể này rất hữu ích vì nó bao gồm một số chức năng xử lý tín hiệu quan trọng được tích hợp trực tiếp trên chip. Đây là một lựa chọn tuyệt vời cho một mô-đun radar ô tô 77 GHz mini hóa vì nó bao gồm nhiều chức năng xử lý quan trọng, cuối cùng giảm kích thước tổng thể của hệ thống của bạn.

NXP Semiconductor, TEF8102EN/N1E

Sản phẩm TEF8102EN/N1E là một thiết bị tích hợp phù hợp cho các ứng dụng radar ô tô giữa 76 và 81 GHz. Sản phẩm này cung cấp điều chế chirp 4 GHz trong radar FMCW, cung cấp độ phân giải đối tượng cạnh tranh với tiếng ồn thấp và công suất đầu ra cao. Phạm vi nhiệt độ hoạt động đánh giá có thể đạt cao như 125 oC. Nếu bạn sử dụng cài đặt chủ/tớ cho việc nối tiếp, bạn có thể mong đợi các tùy chọn LO vào và LO ra khác nhau. Thành phần này tuân thủ tiêu chuẩn ISO26262.

Một số ứng dụng ví dụ của bộ thu phát radar ô tô 77 GHz này là cảnh báo giao thông phía sau và phía trước, hỗ trợ đậu xe, và tránh va chạm. Đáng chú ý là thành phần này có kích thước rất nhỏ. Phần đầu vào sóng mm cung cấp kiểm soát chirp linh hoạt với băng thông chirp lên đến 2 GHz và ba chuỗi phát với kiểm soát pha và ổn định mức đầu ra, cho phép xác định chính xác hướng:

Pha của các tín hiệu TX có thể được kiểm soát trên cơ sở chirp-to-chirp bởi động cơ thời gian, hoặc bởi các tín hiệu I/O số trực tiếp kết nối với các bộ dịch chuyển pha nhị phân của các phần TX khác nhau. Mỗi chuỗi nhận chứa các bộ lọc cao qua có thể lập trình để loại bỏ các tín hiệu tần số thấp mạnh, cũng như chức năng bộ lọc thấp qua để loại bỏ các tín hiệu trong băng tần nhiễu ADC. Nguồn: Bảng dữ liệu TEF8102EN/N1E

Chip thu phát TEF8102EN/N1E, từ NXP Semiconductor

Cũng được sản xuất bởi NXP, MC33MR3003AXVKR2 là một phiên bản sắp ra mắt của loại linh kiện này; công ty tuyên bố rằng bộ thu phát mới này sẽ là hàng đầu. NXP vẫn chưa phát hành linh kiện này, nhưng hãy kỳ vọng rằng linh kiện này và các nâng cấp khác sẽ cung cấp khả năng tích hợp cao hơn để cạnh tranh với các linh kiện như AWR1443 được trình bày ở trên.

Với radar ô tô 77 GHz sắp trở thành thành phần tiêu chuẩn trên các phương tiện mới, và có thể cả trên các UAV mới, bạn sẽ cần các bộ thu phát có thể hỗ trợ công nghệ quan trọng này. Nếu bạn đang tìm kiếm một bộ thu phát tích hợp cho radar ô tô 77 GHz, hãy thử sử dụng hướng dẫn Chọn Phần của chúng tôi để xác định lựa chọn tốt nhất cho sản phẩm ô tô tiếp theo của bạn.

Nếu bạn thấy bài viết này thú vị, hãy chắc chắn bạn cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.