Blog

Všestrannost radarových systémů na čipu: ADAS, sledování …

Před deseti lety bylo těžké si představit, že by se z autonomních automobilů v blízké budoucnosti stalo něco životaschopného. Za mnoho pokroků v autonomním řízení vděčíme technologiím, jako je radar, které přinesly revoluci v automobilovém průmyslu, ale radar je všestranná technologie s případy použití mimo automobilový průmysl. Například pokrok v radarových systémech může aktivně monitorovat zdraví pacientů bez zabudování zařízení do lidského těla. Tato zařízení poskytují rychlou reakci v případě nouze a zároveň snižují obavy o soukromí.

Co je radar na čipu?

Využití radaru bylo tradičně omezeno na vojenské účely. S rozvojem polovodičových technologií (CMOS, BiCMOS) je však možné vyrábět radar na čipu, dnes je radar na čipu na spotřebitelském trhu široce dostupný. Radarové signály mohou „vidět“ objekty za zdmi na míle daleko a vytvářet obrazy vnitřku lidského těla. Radar první generace na čipu zahrnoval nízkošumový zesilovač (LNA), duální vyvážený odporový mixér a oscilátor. napěťově řízený (VCO) a aktivní balunový vyrovnávací zesilovač. Na obrázku níže používá čipová sada architekturu kvadraturního přijímače.

Jeden z prvních radarových senzorových čipů společnosti Bell Lab, Changzhi Li et. Alabama

Publicaciones relacionadas

Od té doby byly navrženy, vyvinuty a komercializovány různé architektury pro vytvoření plně integrovaných čipů radarových senzorů.

Radarové systémy

Radarový systém se obvykle skládá z radarového vysílače / přijímače, antény a obvodu pro zpracování / extrakci informací z radarových signálů. Radarový transceiver zahrnuje signálový syntetizátor, výkonový zesilovač (PA), nízkošumový zesilovač (LNA), směšovač a obvody základního pásma. Moderní radar má všechny spínací obvody integrované do jednoho čipu nebo PCB. Vzhledem k malé velikosti funkce lze na jednom čipu použít celou řadu spotřebitelských aplikací pomocí komplexních integrovaných obvodů pro zpracování a řízení signálu. Ve srovnání s kamerovými technologiemi mohou radarové systémy snadno dosáhnout dosahu, rychlosti a úhlu cíle, aniž by byly ovlivněny extrémními povětrnostními podmínkami. Společně to vedlo k velkému využívání radarů v autonomních automobilech, monitorovacích zařízeních zdravotní péče a aplikacích IoT.

Mikro radarový systém 60 GHz v balení. Obrázek s laskavým svolením Te-Yu Kao

Radarové systémy lze rozdělit do dvou kategorií na základě typu přenášených signálů: radar s kontinuální vlnou (CW) a pulzní radar Oba typy radarů mají několik podkategorií. Například jednobarevný CW radar, FMCW radar a FSK radar jsou typy CW radaru. Při vyšších frekvencích přenášených signálů se zvyšuje citlivost a rozlišení detekce radaru; Proto jsou radarové čipy FMCW v milimetrových vlnových délkách tak populární pro bezpečnost silničního provozu.

Radarové čipy v automobilových aplikacích Možnosti radarového systému se neustále rozšiřují pomocí technik fázové matice, digitálního tvarování paprsku a technik vícenásobného vstupu a výstupu (MIMO).

Radar a tvarování paprskuNapříklad Tesla Model 3 používá radar (Continental ARS4-A) a má schopnosti digitálního formování paprsku, které skenují na krátké i dlouhé vzdálenosti. Slouží k odesílání výstrah před kolizí, pomoci při nouzovém brzdění, zmírnění kolizí nebo adaptivnímu tempomatu (ACC). Dvě společnosti, RFISee a Vayyar, nabízejí slibné produkty využívající progresivní pole a techniky MIMO. Radar.

Technologie radaru a fázovaného poleRFISee vypustil první radar v oboru na 4D zobrazovacím čipu s progresivním polem. Nízkorozpočtový radarový snímač s vysokým rozlišením může generovat 3D polohu a rychlostní mapu objektů v reálném čase kolem automobilu. Vzhledem k tomu, že progresivní pole je drahá technologie, je jeho přijetí v automobilovém průmyslu důvodem, proč bylo použití radaru zpočátku omezeno na pokročilé vojenské systémy, jako jsou stíhačky F-35. Díky řešení radaru na čipu RFISee poskytují přijímače výrazně vylepšený radarový obraz, lepší poměr signál / šum a detekci řady překážek, jako jsou automobily a chodci, což je Vayyar šestkrát větší. dostupné radary. Společnost uvádí, že prototypy radarů RFISee byly hodnoceny významnými výrobci automobilů a výrobců originálního vybavení (Tier-1).

VYYR2401A1 IC

VYYR2401A1 IC. Obrázek s laskavým svolením Vayyar

Radarová a MIMO technologieVayyar, další izraelský startup, nedávno vyvinul radarové čipy pro automobilový průmysl založené na technologii MIMO. Čip pokrývá zobrazovací a radarová pásma od 3 GHz do 81 GHz se 72 vysílači a 72 přijímači. Senzor společnosti Vayyar spouští složité zobrazovací algoritmy bez nutnosti použití externího procesoru vyvinutého s vysoce výkonným integrovaným procesorem DSP s velkou vnitřní pamětí. Společnost Vayyar také vyrábí zobrazovací řešení na bázi radaru pro aplikace, jako jsou inteligentní domácnosti a robotika. Pro srovnání je progresivní radarový systém založený na RFISee speciálně zaměřen na automobilové aplikace.

Radarové čipy pro biomedicínská zařízení V lékařských aplikacích mohou radary detekovat malá dielektrická přerušení v lidském těle a malé pohyby orgánů. To umožňuje radarovým systémům identifikovat mnoho zdravotních stavů, včetně nádorů a kardiorespiračních stavů. Slibnou alternativou k detekci rakoviny prsu je radar UWB místo rentgenových paprsků. Další důležitou aplikací radaru v biomedicínských zařízeních je bezkontaktní monitorování zdraví. Radar se používá k odesílání RF signálu osobě a přijímání odražené odezvy, která detekuje rychlost a absolutní vzdálenost osoby. Tato aplikace je užitečná, když osoba spadne a nemůže zavolat nouzovou pomoc po telefonu. tlačítko volání. V takových případech vám může zachránit život zařízení, které dokáže detekovat pád a vyžaduje lékařskou pomoc.

Radarový modul Imec s nízkou spotřebou 60 GHz

Radarový modul Imec 60 GHz. Obrázek s laskavým svolením Imec

Minulý týden vědci z Imec z IEEE RFIC představili kompaktní a energeticky efektivní radarový systém 60 GHz, který lze integrovat do inteligentních zdravotnických zařízení, jako jsou smartphony, systémy monitorování zdraví nebo nositelná zařízení. «Radar to umožňuje.» „Zařízení detekují jejich prostředí a to bude určovat, jak tato zařízení ovládáme a používáme,“ říká Barend van Liempd, programový manažer pro radarovou technologii společnosti Imec. «Například radarový telefon umístěný na vašem nočním stolku může sledovat kvalitu spánku bezkontaktním sledováním dechové frekvence a variability srdeční frekvence,» vysvětluje.

Jaká bude budoucnost radarových čipů?

Radarové čipy si našly pevný základ v automobilovém průmyslu a jsou k dispozici v mnoha spotřebních zařízeních za nízkou cenu. Několik výrobců automobilů používá ve své technologii ADAS radar. Konečným přínosem je veřejná bezpečnost na silnici; Nárůst radarových čipů v biomedicínských zařízeních naopak zůstává daleko. Některé organizace našly dobré využití radarových senzorů k monitorování obsazení budov během COVID-19. Radarové systémy v těchto inteligentních budovách mohou měřit obsazenost místnosti pro sociální distancování a dokonce sledovat srdeční tep a teplotu lidí, s přihlédnutím k vypuknutí COVID-19, které svět nemá. Technologie, jako jsou radarové systémy, infrastruktura pro účinnou kontrolu šíření nemocí, mohou v budoucnu poskytnout biomedicínským zařízením obrovské výhody.

Botón volver arriba
Cerrar

Bloqueador de anuncios detectado

¡Considere apoyarnos desactivando su bloqueador de anuncios!