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Dati PCB

Dati PCB - Che cos'è Millimeter Wave Radar?

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Dati PCB - Che cos'è Millimeter Wave Radar?

Che cos'è Millimeter Wave Radar?

2022-10-11
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Author:iPCB

Oltre al tradizionale ADAS radar a onde millimetriche, il 4D radar a onde millimetriche Negli ultimi due anni è diventato l'hotspot del settore per le esigenze di percezione ad alta precisione della guida automatica di alto livello..

Che cosa è radar a onde millimetriche? Alcuni giganti e start-up in patria e all'estero si stanno concentrando su questo nuovo concept prodotto, con l'obiettivo di sostituire o compensare il radar laser in alcuni scenari. Principio del veicolo montato radar a onde millimetriche Il veicolo montato radar a onde millimetriche trasmette l'onda millimetrica verso l'esterno attraverso l'antenna.

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Dopo tutto, il costo e l'affidabilità del radar laser sono ancora difficili da atterrare nelle fasi recenti, In condizioni meteorologiche avverse come pioggia e neve, il radar a onde millimetriche è anche necessario per eseguire il compito di percezione accurata e stabile. Millimeter wave radar è un sensore ad alta precisione per misurare la distanza relativa, la velocità corrente e l'orientamento dell'oggetto misurato. La difficoltà tecnica è ancora notevolmente migliorata rispetto al tradizionale radar a onde millimetriche ADAS. Cos'è il radar ad onde millimetriche? L'onda millimetrica si riferisce all'onda elettromagnetica con una lunghezza d'onda compresa tra 1-10mm. Con la lunghezza d'onda corta e le bande di frequenza ampie, è più facile raggiungere il fascio stretto e l'alta risoluzione radar e non è vulnerabile alle interferenze. Millimeter wave radar è un sensore ad alta precisione per misurare la distanza relativa, la velocità corrente e l'orientamento dell'oggetto misurato. Fu usato in campo militare nei primi giorni. Con lo sviluppo e il progresso della tecnologia radar, i sensori radar a onde millimetriche hanno iniziato ad essere utilizzati nell'elettronica automobilistica, nei veicoli aerei senza equipaggio, nei trasporti intelligenti e in altri campi.


Attualmente, diversi paesi hanno diverse bande di frequenza assegnate ai radar ad onde millimetriche montati sui veicoli, ma si concentrano principalmente su 24GHz e 77GHz, e alcuni paesi (come il Giappone) utilizzano 60GHz. A causa dei vantaggi di 77G su 24G, la banda di frequenza del radar ad onde millimetriche montato su veicolo globale convergerà alla banda 77GHz (76-81GHz) in futuro. Il radar ad onda millimetrica montato sul veicolo trasmette l'onda millimetrica verso l'esterno attraverso l'antenna, riceve il segnale riflesso dal bersaglio, ottiene rapidamente e con precisione le informazioni sull'ambiente fisico intorno alla carrozzeria dopo la post-elaborazione (come la distanza relativa, la velocità relativa, l'angolo, la direzione di movimento, ecc. tra l'auto e gli altri oggetti), quindi traccia, identifica e classifica il bersaglio in base alle informazioni rilevate sull'oggetto, Poi la fusione dei dati viene effettuata in combinazione con le informazioni dinamiche del corpo e infine l'elaborazione intelligente viene effettuata attraverso l'unità centrale di elaborazione (ECU). Dopo una decisione ragionevole, informare o avvertire il conducente con suono, luce, tocco e altri mezzi, o effettuare tempestivamente un intervento attivo all'auto, in modo da garantire la sicurezza e il comfort del processo di guida e ridurre la probabilità di incidenti.


Il 22 giugno, 1941, La Germania nazista non riuscì ancora a conquistare la supremazia aerea della Manica nonostante la perdita di aerei e 2585 piloti del 1977, per non parlare di distruggere le forze terrestri e navali britanniche con raid aerei. Ha dovuto rinunciare al "Piano Leone Marino" per invadere la Gran Bretagna. La guerra aerea britannica che durò più di un anno finì con la sconfitta della Germania nazista. The reason why Britain was able to withstand the attack of the German chariot and win the British air war (mainly because the chariot could not cross the sea) was that, oltre al grande ruolo svolto dai combattenti stellari come "Spitfire" e "Hurricane", C'era anche un grande eroe dietro le quinte - il radar anti aria chiamato "Chain Home".

Il primo radar pratico al mondo è stato sviluppato da Sir Robert Watson Watt, uno scienziato britannico e discendente di James Watt, che ha inventato la macchina a vapore. Al fine di dare un allarme rapido agli aerei nazisti il prima possibile, La British Air Perce decise di schierare questo radar in Cina su larga scala nel maggio 1936, che è il prototipo del radar "a catena locale". All'inizio del 1939, un totale di 20 stazioni radar sono state messe in uso. Prima dell'attuazione del "Piano Leone di Mare" della Germania nazista, La Gran Bretagna aveva costruito due reti di rilevamento radar, con un totale di 51 stazioni radar. Questi radar hanno dato un importante contributo alla resistenza all'attacco aereo dell'aeronautica tedesca, e da allora, i successivi 80 anni di ampia applicazione radar a onde millimetrichein vari settori sono iniziati.

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Situazione attuale dello sviluppo radar a onde millimetriche Attualmente, radar a onde millimetriche è principalmente 24GHz e 77GHz.
The 24GHz radar has a short measuring distance (5~30m), which is mainly used in the rear of cars; The 77GHz radar has a long measuring distance (30~70m) and is mainly used in the front and both sides of the car. Il radar a onde millimetriche comprende principalmente tre parti: front-end radar RF, Sistema di elaborazione del segnale e algoritmo back-end. Tra i prodotti esistenti, le tasse di licenza dei brevetti per l'algoritmo di back-end radar rappresentano circa il 50% del costo, Il front-end RF rappresenta circa il 40% del costo, e il sistema di elaborazione del segnale rappresenta circa il 10% del costo.


1. RF front-end RF front-end ottiene il segnale IF trasmettendo e ricevendo l'onda millimetrica, ed estrae la distanza, velocità e altre informazioni che ne derivano. Pertanto, il front-end RF determina direttamente le prestazioni del sistema radar. Attualmente, il front-end RF di radar a onde millimetriche è principalmente circuito integrato planare, which has two forms: hybrid microwave integrated circuit (HMIC) and monolithic microwave integrated circuit (MMIC). Tra loro, MMIC RF front-end ha basso costo e alto rendimento, adatto per la produzione su larga scala. In termini di processo produttivo, MESFET epitassiale, HEMT, L'HBT e altri processi dei dispositivi sono generalmente utilizzati. Tra loro, Il processo HEMT basato su GaAs è il più maturo e ha prestazioni acustiche eccellenti.
2. Il sistema di elaborazione del segnale è anche una parte importante del radar. Incorporando diversi algoritmi di elaborazione del segnale, estrae i segnali IF raccolti dal front-end RF per ottenere specifici tipi di informazioni sul target. Il sistema di elaborazione del segnale utilizza generalmente DSP come nucleo per implementare complessi algoritmi di elaborazione del segnale digitale per soddisfare i requisiti in tempo reale del radar.
3. L'algoritmo di back end rappresenta la percentuale più alta del costo dell'intero sistema radar a onde millimetriche. For radar a onde millimetriche, Ricercatori nazionali hanno proposto un gran numero di algoritmi dal punto di vista del dominio della frequenza, dominio temporale e analisi della frequenza temporale, e l'accuratezza degli esperimenti offline è anche alta. Tuttavia, I prodotti radar nazionali utilizzano principalmente FFT basato sul dominio di frequenza e il suo algoritmo migliorato per l'analisi. L'accuratezza della misura e la portata di applicazione hanno alcune limitazioni, mentre gli algoritmi stranieri sono strettamente protetti da brevetti, e il prezzo è molto costoso.


Oltre al tradizionale radar a onde millimetriche ADAS, il radar a onde millimetriche 4D con capacità di imaging di nuvole di punti ad alta risoluzione è diventato negli ultimi due anni l'hotspot del settore per le esigenze di percezione ad alta precisione della guida automatica di alto livello. Alcuni giganti e start-up in patria e all'estero si stanno concentrando su questo nuovo concept prodotto, con l'obiettivo di sostituire o compensare il radar laser in alcuni scenari. Dopo tutto, il costo e l'affidabilità del radar laser sono ancora difficili da atterrare nelle fasi recenti, In condizioni meteorologiche avverse come pioggia e neve, il radar a onde millimetriche è anche necessario per eseguire il compito di percezione accurata e stabile. Il cosiddetto 4D si riferisce al contorno 3D ad alta risoluzione della nuvola di punti e alle informazioni di velocità ad alta precisione. È come concentrare le capacità del radar phased array su una portaerei su un radar delle dimensioni di un telefono Apple. La difficoltà tecnica è ancora notevolmente migliorata rispetto al tradizionale radar a onde millimetriche ADAS.


Il radar a onde millimetriche ha un ampio spazio di mercato. Grazie al continuo miglioramento degli standard di sicurezza dei veicoli in vari paesi, the Active Safety Technology Advanced Driving Assistance System (ADAS) has shown a rapid development trend in recent years. Automotive radar a onde millimetriche È diventata la scelta principale riconosciuta dai produttori di elettronica automobilistica perché può funzionare 24 ore su 24, e ha un'enorme domanda di mercato. Nel 2014, l'automotive globale radar a onde millimetriche mercato spedito 19 milioni. Secondo la previsione di Plunkeet Research, un istituto di ricerca di mercato, si stima che entro il 2020, l'automotive globale radar a onde millimetriche il mercato avrà quasi 70 milioni, e il tasso di crescita annuo composto dal 2015 al 2020 sarà di circa il 24%. Attualmente, il settore automobilistico radar a onde millimetriche Il mercato è principalmente occupato da produttori europei e americani come la terraferma, Bosch, Wayking Weicheng, Haila, ecc.