Radar à ondes millimétriques PCBA

Le radar à ondes millimétriques est l'une des principales méthodes de détection utilisées dans l'automobile et l'industrie, car il peut détecter des objets de plusieurs centimètres à plusieurs centaines de mètres avec une grande précision de portée, d'angle et de vitesse, même dans des conditions environnementales difficiles.

Typique Radar à ondes millimétriques PCBA Comprend des Chipsets radar et d'autres composants électroniques, Par exemple, circuit de gestion de l'énergie, Dispositifs d'interface Flash et périphérique montés sur PCB. Les antennes de transmission et de réception sont généralement également mises en œuvre sur des PCB, Mais pour des performances d'antenne élevées, Matériaux PCB à haute fréquence, Par exemple: Rogers ro3003 et Isola 370 heures, À utiliser.

Les composants de base du radar à ondes millimétriques comprennent l'antenne émetteur - récepteur (TX et RX), l'unit é de radiofréquence (RF), le convertisseur analogique - numérique (ADC), le processeur de signal numérique (DSP), le microcontrôleur (MCU), Attendez.. la radiofréquence, l'ADC, le DSP, Le MCU, etc., sont directement intégrés dans un soc par le processus CMOS.

Le radar à ondes millimétriques utilise principalement quatre bandes de fréquences: 24 GHz, 60 GHz, 77 GHz et 79 GHz. 24 GHz appartient exactement à l'onde centimètre. En raison de la portée de mesure limitée (environ 60 m) et de la résolution générale, il est généralement conçu comme un radar angulaire pour détecter les obstacles à courte portée dans une large gamme d'angles de champ visuel. Étant donné que la bande de 60 GHz est particulièrement affectée par l'atténuation atmosphérique, elle est généralement conçue comme un radar de détection des signes vitaux pour détecter les signes vitaux dans les véhicules et les postures humaines. Les 77 GHz et 79 GHz sont généralement conçus comme des radars primaires, car ils mesurent de longues distances (environ 200 mètres) et sont de puissants outils de détection à longue distance vers l'avant. Ces deux bandes sont également les principales bandes du futur radar à ondes millimétriques embarqué.

L'inducteur, le condensateur, la diode, la puce d'alimentation, etc., sont installés intensivement sur le tableau principal d'alimentation et sont principalement responsables de la gestion de l'alimentation du système. Chaque entreprise intègre habituellement un contrôleur de sécurité pour assurer les communications avec les véhicules et les fonctions liées à la sécurité.

La carte mère radar est le noyau de l'ensemble du radar à ondes millimétriques, y compris l'antenne, la radiofréquence, le DSP et la carte de circuit de commande.

Antenne radar à ondes millimétriques PCBA

Lorsque la longueur de l'antenne est de 1 / 4 de la longueur de l'onde électromagnétique, l'efficacité de conversion de la transmission et de la réception de l'antenne est la plus élevée. La longueur d'onde de l'onde millimétrique n'est que de quelques millimètres, de sorte que l'antenne peut être très petite. Un faisceau étroit peut également être réalisé en utilisant plusieurs antennes pour former un réseau d'antennes, ce qui signifie une résolution azimute plus élevée.

À l'heure actuelle, le schéma principal de l'antenne radar à ondes millimétriques est le réseau Microstrip. La conception la plus courante est l'intégration d'une antenne Microstrip patch sur un PCB à haute fréquence et d'un PCB à haute fréquence sur une carte mère radar. Ce schéma réduit considérablement le coût et le volume du radar à ondes millimétriques.

Radar à ondes millimétriques radiofréquence PCBA

RF est responsable de la modulation, de la transmission, de la réception et de la démodulation du signal d'écho. C'est la partie RF centrale du radar à ondes millimétriques. À l'heure actuelle, la principale solution consiste à intégrer le contenu ci - dessus au moyen de la technologie MMIC (Single Chip microwave integrated circuit). MMIC est une technologie qui utilise la technologie des semi - conducteurs pour fabriquer des composants passifs et actifs sur des substrats semi - conducteurs.

Dans le domaine du radar à ondes millimétriques, les circuits intégrés MMIC basés sur la technologie si - ge comprennent principalement des amplificateurs à faible bruit, des amplificateurs de puissance, des mélangeurs, des détecteurs, des modulateurs, des oscillateurs à tension contrôlée, des changeurs de phase, des commutateurs, etc. L'émetteur, le récepteur et le DSP sont des unités indépendantes, ce qui rend le processus de conception du radar à ondes millimétriques complexe et le volume global relativement grand.

Avec le développement de la technologie COMS, le MMIC est devenu plus petit d'une part, et d'autre part, il a fourni la faisabilité technique pour son intégration avec DSP et MCU. À la fin de 2016, ti a lancé la puce radar à ondes millimétriques awr1642 hautement intégrée de 77 GHz basée sur la technologie CMOS, qui intègre le MMIC frontal, le DSP et le MCU sur un seul soc. Tout en réduisant considérablement les coûts du radar à ondes millimétriques, elle a également considérablement réduit les difficultés de développement.

DSP for MMW Radar PCBA

En intégrant différents algorithmes de traitement du signal, DSP extrait le signal if de l'avant pour obtenir un type particulier d'information cible. DSP est le noyau de la stabilité et de la fiabilité du radar à ondes millimétriques.

Circuit de commande PCBA du radar à ondes millimétriques

Le circuit de commande du radar à ondes millimétriques fusionne les données en fonction de l'information de la cible et de l'information dynamique de la carrosserie du véhicule sortie par DSP. Enfin, la décision est prise par le processeur principal.

Selon les différentes façons de rayonner les ondes électromagnétiques, le radar à ondes millimétriques est principalement divisé en deux types: le système d'exploitation à ondes pulsées et le système d'exploitation à ondes continues.

La technologie des ondes pulsées se réfère à l'impulsion courte du radar à ondes millimétriques qui transmet la puissance de crête en peu de temps. La mesure de la vitesse et de la distance de la cible est réalisée sur la base de la fréquence Doppler et du principe tof, et la mesure de l'angle est réalisée sur la base de la différence de phase des ondes pulsées réfléchies par la même cible reçue par l'antenne de réception parallèle. En raison de sa haute puissance, il peut détecter des cibles mobiles à longue portée et à faible amplitude dans un grand encombrement. Mais il présente également les inconvénients d'un coût élevé, d'un grand volume et d'une consommation d'énergie élevée. À l'heure actuelle, cette méthode est rarement utilisée dans le domaine du radar à ondes millimétriques embarqué sur véhicule.

La technologie CW peut également être divisée en FSK (Frequency Shift Keying, qui mesure la distance et la vitesse d'une seule cible), CW (Constant Frequency CW, qui ne peut être utilisé que pour la mesure de la vitesse et non pour la mesure de la distance) et FMCW (FM CW). Parmi eux, l'onde continue modulée en fréquence (FMCW) est devenue une technologie courante en raison de ses avantages de détection simultanée Multi - cibles, de haute résolution et de faible coût.

Une fois que l'onde électromagnétique transmise est reçue de l'antenne de réception du radar à ondes millimétriques, le signal d'écho et le signal de transmission sont envoyés au mélangeur pour mélange. Lorsque le signal de transmission rencontre la cible à l'essai et retourne, la fréquence du signal d'écho change par rapport au signal de transmission. Le mélangeur est utilisé pour calculer la différence de fréquence entre le signal de transmission et le signal d'écho, qui est appelé Signal IF. Le signal if contient le secret de distance de la cible mesurée, qui peut être obtenu par filtrage, amplification, conversion A / D, mesure de fréquence, etc.

Pour la mesure de la vitesse, la phase du signal d'écho reçu par le radar à ondes millimétriques est différente en raison de la distance différente de la cible mesurée. Tous les signaux chirés individuels dans un cadre sont échantillonnés à intervalles égaux et les données au point d'échantillonnage sont transformées en Fourier, puis la vitesse de la cible mesurée est mesurée par différence de phase.

Pour la mesure de l'angle, plusieurs antennes réceptrices sont utilisées pour recevoir le même signal d'écho et la différence de phase entre les signaux d'écho est calculée pour réaliser la mesure de l'angle.

Radar à ondes millimétriques 3D

Le radar à ondes millimétriques ne peut produire que des informations sur la distance, la vitesse et l'angle, également connu sous le nom de radar à ondes millimétriques 3D. La distance d et l'angle sont les données d'un véhicule automoteur équipé d'un radar dans un système de coordonnées polaires planes. En convertissant le système de coordonnées polaires en système de coordonnées cartésiennes, nous pouvons obtenir la distance entre le véhicule cible et le véhicule automoteur dans les directions x et Y. À ce stade, trouvez - vous une distance manquante dans la direction Z de la dimension? C'est aussi l'un des inconvénients du radar à ondes millimétriques 3D critiqué.

Cependant, cet inconvénient est fatal pour les objets statiques. Les couvercles des trous d'homme au milieu de la route, les bandes de décélération, divers panneaux suspendus dans l'air, les structures surélevées, les véhicules à l'arrêt, etc., ne permettent pas de déterminer si ces obstacles ont une incidence sur la circulation en raison d'un manque d'information sur l'altitude au moyen d'un radar à ondes millimétriques tridimensionnel. Pour les objets statiques, le fabricant est simple et grossier, soit directement ignoré, soit considérablement réduit la confiance. C'est aussi l'une des causes des premiers accidents de Tesla. La caméra n'a pas reconnu la chute du van blanc, et le radar à ondes millimétriques l'a reconnu. Toutefois, la faible confiance dans la prise de décisions a empêché le véhicule de déclencher la fonction automatique d'urgence.

Radar à ondes millimétriques 4D

La caractéristique la plus remarquable du radar à ondes millimétriques 4D est qu'il peut détecter avec précision l'angle de tangage et obtenir les données d'altitude réelles de la cible mesurée, c'est - à - dire la distance de la cible dans la direction de l'axe Z dans le système de coordonnées cartésiennes. Grâce à cette fonction, le radar à ondes millimétriques 4D peut reconnaître des objets fixes et ajouter le plus court morceau de bois. De plus, la résolution du radar à ondes millimétriques 4D a été grandement améliorée. Sa résolution horizontale et verticale est respectivement de 1° et 2°, et sa résolution horizontale est 5 - 10 fois plus élevée que celle du Radar tridimensionnel à ondes millimétriques.