首页> IC> 正文

车端规模化望眼欲穿,毫米波雷达已开始在其他领域萌芽

Oliver·10-19 15:13·IC  来源: 爱集微

集微网报道,提及毫米波雷达,人们首先联想到的就是汽车ADAS系统中的应用。诚然,由于其物理特性,毫米波雷达的优势能够在车端完美体现。但客观来看,毫米波雷达在车端的爆发仍处于黎明破晓前。

毫米波雷达汽车ADAS应用领域里前有博世、德尔福等国外巨头拦路,后有国内整车厂、华为等新玩家的虎视眈眈,加特兰微电子持续在汽车领域发力的同时,也已经开始研究毫米波雷达在其他领域应用的可能性,尤其是在该公司AiP产品已经问世的前提下。

毫米波雷达新应用

近日,在媒体开放日上,加特兰微电子产品经理吴翔讲述了AiP形态的加特兰毫米波雷达芯片产品Alps和Rhine系列在车端前装以外的应用。

吴翔指出,在汽车上,毫米波雷达除了能被应用在前装的ADAS系统中,也可以用于汽车舱内的娱乐系统控制,包括对驾驶员生命体征的探测,比如心跳、呼吸等。另外,还有对舱内的活体检测功能,以避免人或宠物被误锁而引发事故。

基于以上需求,加特兰现场展示了舱内活体检测的参考设计。吴翔表示,针对在舱内的人,有两种检测能力,包括移动和微动。因此,即便车内活体没有发生位置变化,也能够精准的被毫米波雷达感知。虽然摄像头同样能解决这个问题,但毫米波雷达具备更好地隐私性。

“用了AiP以后,我们只需要将一个很小的传感器装在车顶灯或后视镜上,就可以完成车舱内生命体征的探测,”吴翔如是说。

近年来,空调产业已经诞生了许多新技术,比如变频空调。但依旧存在一些痛点,包括空调送风不均匀,造成房间各处的温度不均衡;人离空调比较近时,风持续吹在人身上会引发健康问题。因此,空调厂商希望能通过某种技术了解房间的面积,以匹配压缩机的功率。

针对以上问题,加特兰开发了一套针对智能空调的智能化方案,以提升空调的舒适度。吴翔表示,采用了加特兰的毫米波雷达解决方案后,人在房间里的位置可以被精准跟踪,包括静止站立不动的情况下,毫米波雷达通过对微动的判断,依然可以继续对人保持跟踪。同时,加特兰的方案也排除了误触发的问题,如房间里除了人或者宠物以外,还有一些会动的物体,例如风扇、窗帘、绿色植物等。另外,通过多通道天线的技术,加特兰的AiP产品还可以探测运动物体的高度信息,以区分大人、小孩和宠物,以及识别人体的姿态。

吴翔还补充道:“相似的技术也可以检测人的心跳和呼吸。若把呼吸检测技术加到空调里面,通过对人呼吸次数是否变慢等状态变化的监测,就能知道他是否进入睡眠,空调也可以自动进入睡眠模式。”

安防市场也是毫米波雷达的主要市场之一,吴翔指出,监控中也有一些产品可以加入毫米波雷达,以带来新的突破。目前常用的监控摄像头是基于光学CMOS传感器,其痛点是在恶劣天气或黑夜中,识别会出现很大的阻碍。另外,其对远距离物体的探测清晰度不够,但如果通过摄像头加上毫米波和感知信息的融合,监控就能够跨角度地追求更有效的信息。

“现在监控摄像头都开始大规模应用AI技术,但是即使这样还是会有误报的发生。但如果加一颗雷达以后,首先可以帮助他们降低误报率,第二可以用相对算力更低、成本更低的AI 处理器来实现相当的探测能力,这便是毫米波雷达给监控带来的益处,”吴翔说。

值得一提的是,以往也有雷达产品被应用在监控市场,但大多数都是在视觉摄像头下安装一个很大的毫米波雷达,而搭载AiP产品的雷达体积较小,很好的解决了这个问题。

吴翔强调,加特兰的AiP产品在一个12mm×12mm的面积上完成了一个带雷达天线全尺寸的SoC,支持77GHz或者是60GHz的频段,在里面有4路的发射和有4路的接收,集成片上天线等。而且芯片只需要非常少的外围电路,包括电源、Flash等。这也是为什么加特兰的AiP雷达芯片模组能够做到足够小。

而要实现这样小而优的产品,加特兰花费了大量的心血。

AiP带来的挑战

加特兰生产技术总监王典告诉集微网,AiP(Antenna-in-Package)最直观的解释就是封装里的天线,这样能提供非常强大的系统性能。

王典表示,在封装上面可以放多个天线时,天线和芯片的互联区域就非常短,信号便可以通过更短的路径到达天线,以实现更强大的系统性能。更为重要是,整个AiP实现出来的模组尺寸相比传统模的尺寸,可以大大地减少。“这里也得益于它的集成度——因为在传统的模组上,必须把这些天线用一个高频的PCB来实现,而AiP芯片内部就已经包含了这些天线的接口。可想而知,这样带来的一个优势就是低成本及更容易使用。客户不需要进行天线的设计和开发,可以缩短整个产品的研发周期以及成本,从而缩短产品上市的时间,”王典进一步说道。

显而易见,如此精密和复杂结构也带来了巨大的设计挑战。王典指出,从物理设计、天线性能设计、电连接,到封装工艺及材料、与芯片模组协同设计以及射频辐射测试等各个环节,都需要从天线技术和封装技术两个维度来综合考量。

在最后的射频辐射测试中,还需要用自动化测试来确保芯片出厂的功能和性能。王典强调,加特兰从第一天设计AiP开始就在同步进行整个测试系统的设计,花了3年时间自主研发,和4家全球最顶级的供应商一起讨论,最终形成了一整套拥有自主知识产权的测试方案。

另外,加特兰天线本身性能的设计还具备非常高的设计冗余度。王典透露,普通频段是76到81GHz,其实整个使用带宽只有5GHz。但是加特兰在设计的时候保证设计带宽是16个G,相当于翻了3倍的能力去设计。同样,天线增益方面,它的使用带宽是5GHz,但是整个增益满足需求的带宽其实是11GHz,具备200%的冗余。

加特兰从容应对了AiP带来的所有设计挑战,这也是加特兰能够站在AiP领域技术和应用最前沿的原因。

据加特兰COO吕昱昭透露,公司员工数已经达到100人以上,其中研发人员超过70%。公司去年3月份发布的Alps系列已经得到了许多的国内外客户的认可,客户数量增长非常显著,其中有三分之一来自海外。

“展望未来,我们的客户给我们提出了更多的要求,包括高性能、经济性、小型化、易生产,这也是我们会聚焦AiP技术的原因。我们预测,随着AiP技术的普及,2024年全球的毫米波雷达容量将增长到4亿颗,AiP能给市场带来40%的增长,”吕昱昭如是说。(校对/零叁)

{{like_num}}

参与评论
{{i.user_info.nickname}} 作者 {{i.create_time | changeTimed}}
{{i.content}}
回复 · 全部{{i.comment_num}}条回复
{{i.like_num}}
{{reply.user_info.nickname}} 作者 {{reply.create_time| changeTimed}}
{{reply.content}}
@{{reply.to_user_info.nickname}}: {{reply.content}}
回复
{{reply.like_num}}
加载更多回复
暂无评论
没有更多了