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汽车雷达的频段和带宽的发展趋势

2021-12-27 09:46:13·  来源：Astroys  
　
向77GHz过渡尽管“日落条款（Sunset Clause）”导致了24GHz UWB（21.65-26.65GHz）SRR逐渐退出，但该立法直到最近才实施。美国联邦通信委员会（FCC）已于2022年1
向77GHz过渡
尽管“日落条款（Sunset Clause）”导致了24GHz UWB（21.65-26.65GHz）SRR逐渐退出，但该立法直到最近才实施。
美国联邦通信委员会（FCC）已于2022年1月1日强制要求在新款轻型车辆中停止使用24GHz UWB。一些现有车型（2021年或更早推出）已搭载了24GHz UWB SRR，因此实际上距离需求完全停止还需几年；欧洲电信标准协会（ETSI）已将日落条款从2013年6月延长至2018年1月1日，尽管欧洲和日本对24GHz UWB SRR的需求已过渡到24GHz NB；中国工信部前不久印发了《汽车雷达无线电管理暂行规定》，规划76-79GHz频段用于汽车雷达，从规定施行之日起，国家无线电管理机构不再受理和审批24.25-26.65GHz频段车载雷达无线电发射设备型号核准申请。
除了一些小众应用或当前供应合同的延续之外，Tier1们已经没有收到更多的24GHz UWB SRR的RFQ了。
虽然24GHz UWB SRR已被淘汰，但使用通用雷达平台，77GHz UWB（76-77.5GHz）的更高带宽和更高的精度会向77GHz UWB SRR过渡，而不是24GHz NB SRR。
77GHz UWB将成为后向雷达应用（以及现有的前向雷达）的实际频段。通过使用77GHz UWB频段，这种后置SRR的精度几乎是24GHz NB的20倍，分辨率提高到5cm截面以内。另外，集成芯片组的逐渐普及也有助于过渡到77GHz。
只有Aptiv的77GHz SRR使用分立芯片，而其他公司已经采用了集成的MMIC。Infineon RASIC AFE和收发IC支持2GHz带宽。NXP Dolphin TEF810x RF-CMOS MMIC集成了3个发射通道和4个接收通道收发器、ADC（模数转换器）和低噪VCO，支持2GHz带宽和4GHz啁啾拼接。其他芯片组包括ST Microelectronics STRADA770M 和TI AWR1642。
通过在一片芯片上组合两个VCO并进行开关，使 VCO（Voltage Controlled Oscillator，用于FM、频率调制）和PA（Power Amplifiers）在更长的范围内工作，这方面已经取得了进展。尽管使用CMOS技术有所帮助，但这一直具有挑战性。
79GHz的全球标准尚未定
79GHz UWB（77-81GHz）何时进入市场尚不确定，因为没有一个全球标准可供使用。尽管许多成熟市场根据车厂们的需求（美国FCC、欧盟ETRI、日本ARIB（无线电工业和商业协会）、中国工信部）已批准了79GHz。
未来五年可能会出现一个标准。但与此同时，由于77GHz的技术成熟度、全球标准的接受度、性能和成本等，车厂将坚持使用77GHz而非79GHz。
79GHz SRR可以从其4GHz带宽（与24GHz NB的400-800MHz相比）提供更高的距离分辨率。Fujitsu-Ten在2015年的研究表明，79GHz UWB可以检测到打开的车门和行人，77GHz UWB却不能。还可以添加AI处理来提高性能。信号处理和波形使77GHz更适用于停车辅助应用，77GHz UWB中的1.5GHz有足够的带宽（并且比现有的24GHz NB解决方案有所改进）。此外，79GHz SRR受距离短的限制，其距离分辨率小于10厘米，可在其他后向应用中提供功能，例如BSD和RCTA。
除了通过更高的带宽提高距离分辨率外，还可以扩大检测FoV，从而减少传感器数量。它的尺寸也可以更小，因此成本更低。然而，需要多少带宽（超过1GHz)才能达到合适的性价比，这取决于Tier 1的决定。
60GHz的接受度越来越高
60GHz的舱内应用已经得到了很多认可，并得到了美国FCC和日本ARIB的批准，但在这一领域77GHz的概念并不多。
到目前为止，60GHz SRR没有标准，因为它本质上是近法拉第笼（near-Faraday cage）辐射器，可能对舱内的其他通信系统造成潜在干扰。
下一个考虑用于汽车的频段是120-140GHz。
2018年6月，IMEC测试了WiSens SoC，该SoC用于140GHz的舱内SRR。IMEC使用专有的2通道天线、PLL（Phased Lock Loop）FMCW和SISO（Single Input-Single Out）扫描和现成的ADC，以及FPGA。WiSens采用了28nm CMOS工艺。随着MIMO的发展，这种雷达可以达到的空间分辨率会增加到1.5cm。IMEC已与松下合作，概念传感器的功耗只有1W。与60GHz相比，更高的频段位于ISM频段，可提高分辨率并减少干扰影响。


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