Radar gelombang milimeter PCBA

Radar gelombang milimeter adalah salah satu kaedah pengawasan utama untuk aplikasi kenderaan dan industri kerana ia boleh mengesan objek dari beberapa sentimeter hingga beberapa ratus meter dengan jarak ketepatan tinggi, sudut dan kecepatan kelajuan walaupun dalam keadaan persekitaran yang kasar.

Tipik Radar gelombang milimeter PCBA termasuk set cip radar dan komponen elektronik lain, seperti sirkuit pengurusan kuasa, flash memory and peripheral interface devices assembled on PCB. Antena penghantaran dan menerima juga biasanya diketahui pada PCB, tetapi untuk mencapai prestasi antena tinggi, bahan PCB frekuensi tinggi, seperti Rogers RO3003 dan Isola 370hr, perlu digunakan.

Radar gelombang milimeter terutamanya menggunakan empat band frekuensi 24GHz, 60GHz, 77GHz dan 79GHz. 24GHz milik gelombang sentimeter dengan tepat. Kerana jarak pengukuran terbatas (sekitar 60 m) dan resolusi umum, ia sering dirancang sebagai radar sudut untuk mengesan halangan julat dekat dalam julat sudut pandangan medan luas. Kerana 60GHz terutama terkena penyesalan atmosferik, ia sering dirancang sebagai radar pengesan tanda penting untuk mengesan tanda-tanda penting dan posisi pegawai dalam kenderaan. 77GHz dan 79GHz sering dirancang sebagai radar utama kerana jarak pengukuran panjang mereka (kira-kira 200 m), yang merupakan alat yang kuat untuk perasan jarak panjang maju. Dua band ini juga adalah band aliran utama dalam kenderaan masa depan yang diletakkan medan radar gelombang milimeter.

Penginduktor, kondensator, diod, cip kuasa, dll. didirikan secara padat di papan induk bekalan kuasa, yang paling bertanggungjawab untuk pengurusan kuasa sistem. Setiap syarikat secara umum akan mengintegrasikan pengawal keselamatan di atasnya untuk menyediakan komunikasi kenderaan dan fungsi berkaitan keselamatan.

Papan utama radar boleh dikatakan sebagai inti seluruh radar gelombang milimeter, termasuk antena, RF, DSP dan papan sirkuit kawalan.

Antena radar gelombang milimeter PCBA

Apabila panjang antena adalah 1/4 panjang gelombang elektromagnetik, efisiensi konversi transmisi dan penerimaan antena adalah tertinggi. Panjang gelombang milimeter hanya beberapa milimeter, jadi antena boleh dibuat sangat kecil. Dengan menggunakan antena berbilang untuk membentuk antena array, cahaya sempit juga boleh dicapai, dan cahaya sempit bermakna resolusi azimut yang lebih tinggi.

Pada masa ini, skema utama antena radar gelombang milimeter adalah array microstrip. Rancangan yang paling umum adalah untuk mengintegrasikan antena patch microstrip pada PCB frekuensi tinggi dan mengintegrasikan PCB frekuensi tinggi pada papan utama radar. Skema ini sangat mengurangi kos dan volum radar gelombang milimeter.

Radar gelombang milimeter RF PCBA

RF bertanggungjawab untuk modulasi isyarat, pemindahan, penerimaan dan demodulasi isyarat eco. Ia adalah bahagian RF inti dari radar gelombang milimeter. Semasa ini, penyelesaian aliran utama adalah untuk mengintegrasikan kandungan di atas melalui teknologi MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit). MMIC adalah teknologi untuk memproduksi komponen pasif dan aktif pada substrat semikonduktor oleh teknologi semikonduktor.

Dalam medan radar gelombang milimeter, sirkuit fungsional MMIC terintegrasi berdasarkan teknologi germanium silikon terutamanya termasuk penyampai bunyi rendah, penyampai kuasa, penyampai, penyampai, detektor, modulator, oscilator kawal tegangan, pemindah fasa, tukar dan komponen lain. Penghantar, penerima dan DSP adalah semua unit independen, yang membuat proses desain radar gelombang milimeter kompleks dan volum keseluruhan relatif besar.

Dengan pembangunan teknologi COMS, MMIC menjadi lebih kecil dari satu sisi, dan dari sisi lain, ia menyediakan kemudahan teknologi untuk integrasinya dengan DSP dan MCU. Pada akhir 2016, TI melancarkan cip radar gelombang 77GHz milimeter yang terintegrasi tinggi AWR1642 berdasarkan teknologi CMOS, mengintegrasikan MMIC, DSP dan MCU bahagian depan pada satu SOC. Walaupun mengurangkan dengan signifikan kos radar gelombang milimeter, ia juga mengurangkan kesulitan pembangunan.

DSP bagi PCBA radar gelombang milimeter

Dengan memasukkan algoritma pemprosesan isyarat berbeza, DSP mengekstrak isyarat IF yang dikumpulkan dari bahagian depan untuk mendapatkan jenis tertentu maklumat sasaran. DSP is the core of stability and reliability of millimeter wave radar.

Circuit Kawalan bagi PCBA Radar Gelombang Millimeter

Sirkuit kawalan radar gelombang milimeter melaksanakan fusi data mengikut output maklumat sasaran oleh DSP dan maklumat dinamik badan kenderaan, dan akhirnya melaksanakan pemprosesan keputusan melalui pemproses utama.

Menurut cara yang berbeza untuk radiasi gelombang elektromagnetik, radar gelombang milimeter kebanyakan dibahagi menjadi dua jenis: sistem operasi gelombang denyut dan sistem operasi gelombang terus menerus.

Teknologi gelombang denyut merujuk kepada radar gelombang milimeter itu menghantar denyut pendek dengan kuasa puncak dalam masa singkat, sedar kelajuan objek dan pengukuran jarak berdasarkan frekuensi Doppler dan prinsip TOF, dan sedar pengukuran sudut berdasarkan perbezaan fasa gelombang denyut oleh sasaran yang sama diterima oleh antena penerima selari. Kerana kuasa tinggi, ia boleh mengesan sasaran bergerak dengan amplitud kecil dalam jarak panjang di latar belakang rakaman besar. Tetapi ia juga membawa kelemahan dari biaya tinggi, volum tinggi dan penggunaan kuasa tinggi. Saat ini, kaedah ini jarang diterima dalam medan radar gelombang milimeter yang diletak kenderaan.

Teknologi gelombang terus menerus juga boleh dibahagi kepada FSK (keying shift frekuensi, yang boleh mengukur jarak dan kelajuan sasaran tunggal), CW (gelombang terus menerus frekuensi terus menerus, yang hanya boleh digunakan untuk mengukur kelajuan tetapi bukan untuk mengukur jarak) dan FMCW (gelombang terus modulasi frekuensi). Di antara mereka, FMCW telah menjadi teknologi umum dalam teknologi gelombang terus menerus kerana keuntungan pengesan bersamaan sasaran berbilang, resolusi tinggi dan biaya rendah.

Selepas menerima gelombang elektromagnetik yang dihantar dari radar gelombang milimeter menerima antena, isyarat echo dan isyarat yang dihantar akan dihantar ke dalam campuran untuk campuran. Semasa isyarat yang dihantar bertemu sasaran yang diukur dan kembali, frekuensi isyarat eco telah berubah dibandingkan dengan isyarat yang dihantar. Tujuan campuran adalah untuk menghitung perbezaan frekuensi antara isyarat yang dihantar dan isyarat echo, yang dipanggil isyarat IF. Isyarat IF mengandungi julat rahsia sasaran diukur, dan maklumat julat sasaran diukur boleh dicapai selepas pemprosesan berikutnya seperti penapisan, amplifikasi, konversi analog-ke-digital dan pengukuran frekuensi.

Untuk pengukuran kelajuan, fasa isyarat echo yang diterima oleh radar gelombang milimeter akan berbeza kerana jarak berbeza sasaran yang diukur. Semua isyarat chirp tunggal dalam bingkai diterima pada sela yang sama, dan data di titik penerimaan diterima berubah empat, kemudian kelajuan sasaran diukur diukur dengan menggunakan perbezaan fasa.

Untuk pengukuran sudut, antena penerima berbilang digunakan untuk menerima isyarat eko yang sama dan menghitung perbezaan fasa antara isyarat eko untuk mencapai pengukuran sudut.

Radar gelombang 3D

Radar gelombang milimeter hanya boleh output jarak, kelajuan dan maklumat sudut, yang juga dipanggil radar gelombang 3D. Dan jarak ini D dan sudut θ Ia adalah data kenderaan diri dipasang dengan radar dalam sistem koordinat kutub pesawat. Dengan menukar sistem koordinat kutub ke sistem koordinat Cartesian, kita boleh mendapatkan jarak dari kenderaan sasaran ke kenderaan diri dalam arah x dan y. Pada masa ini, adakah anda mendapati bahawa jarak dalam arah z dimensi hilang. Ini juga salah satu kekurangan radar gelombang 3D yang telah dikritik.

Namun, kesukaran ini adalah fatal bagi objek statik. Lubang manhole meliputi, bumps kelajuan, pelbagai tanda bergantung di udara tengah, struktur tinggi, kenderaan stesen, dll. di tengah jalan tidak boleh ditentukan oleh radar gelombang 3D sama ada halangan ini mempengaruhi trafik kerana kekurangan maklumat tinggi. Untuk objek statik, penghasil mudah dan kasar, sama ada secara langsung mengabaikan atau mengurangkan kepercayaan. Ini juga salah satu sebab kemalangan Tesla sebelumnya. Kamera tidak mengenali kereta bekalan putih yang jatuh, dan radar gelombang milimeter yang jatuh. Namun, kepercayaan dalam pembuat keputusan terlalu rendah, yang menyebabkan kenderaan tidak memicu fungsi automatik kecemasan automatik.

Radar gelombang 4D

Ciri-ciri paling menakjubkan radar gelombang 4D ialah ia boleh mengesan dengan tepat sudut pitch, untuk mendapatkan data tinggi sebenar sasaran diukur, iaitu, jarak objek sasaran dalam arah paksi z dalam sistem koordinat Cartesian. Dengan ciri ini, radar gelombang 4D boleh mengenalpasti objek stesen, dan potongan kayu paling pendek telah ditambah. Selain itu, resolusi Radar gelombang 4D telah juga diperbaiki. Resolusi mengufuk dan menegak ialah 1 ° dan 2 ° berdasarkan itu, dan resolusi mengufuk ialah 5-10 kali lebih tinggi daripada radar gelombang 3D biasa.