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TI为工业mmWave SoC选择60 GHz

2018-11-08 14:57:16

德州仪器本周明确表示其打算通过60-GHz mmWave传感器系列进军工业市场。

TI雷达和分析处理器总经理Sameer Wasson表示,“在世界上某些地区,系统供应商正在迅速采用77-GHz mmWave传感器并推出其生产系统,这是一项非常好的开发活动。”

然而,在其他地区,尤其是北美洲,情况则不同。

虽然有客户评估该产品,“他们可以用77-GHz传感器做些什么有些限制,”Wasson说。他表示,联邦通信委员会(FCC)对76-GHz到81-GHz频率有“强烈的看法”,因为“该机构仅将其用于汽车应用。”FCC显然不想要他补充说,看到汽车受到非汽车系统的干扰。

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点击此处查看大图2021年后,欧洲和美国将无法使用24GHz宽带和UWB波段车载雷达。 只有窄带ISM频段才能长期使用。 24GHz频段缺乏宽带宽,再加上新兴雷达应用中对更高性能的需求,使24GHz对于新的雷达实现没有吸引力。 (来源:德州仪器)



未来使用24GHz宽带和UWB频段车载雷达将在2021年之后无法在欧洲和美国使用;?只有窄带ISM频段才能长期使用。24GHz频段缺乏宽带宽,再加上新兴雷达应用中对更高性能的需求,使24GHz对于新的雷达实现没有吸引力。

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这一现实使得TI采用相同的mmWave技术,并通过使用60 GHz为非汽车系统提供“独特形式的传感模式”。

当然,汽车市场是TI单芯片CMOS雷达芯片的一个重要的直接市场,这些芯片被描述为“具有破坏性”并且“非常受欢迎”,Wasson说。他承认TI开始看到汽车市场雷达芯片的收入,他强调说:“我真正感到兴奋的是这个市场[雷达芯片]的广泛和多样性。”

他说,“就市场而言,它是多种多样的。但就我们为终端系统解决的问题而言,它也是非常多样化的。“

雷达芯片不仅仅是保险杠和汽车内部。它们进入工厂车间的建筑物,机器人和自动化系统,高分辨率雷达可以高精度地检测物体,人员和运动。

60 GHz:“自然选择”
Wasson将60 GHz称为“自然选择”,原因有几个。首先,它适用于更小的天线。它的天线略大于77-GHz mmWave传感器所使用的天线,但“它仍然比24-GHz传感器所需的天线小得多,”他解释道。

其次,60 GHz还可以适应更宽的带宽范围。Wasson提醒说,“在我们的技术中,带宽越宽,分辨率就越高。因此,在77 GHz雷达中,我们拥有5 GHz带宽。凭借60 GHz,我们现在可以提供7 GHz(带宽)。“

简而言之,60 GHz的选择使TI能够生产分辨率更高的雷达。Wasson表示,凭借60 GHz,TI可能在未来提供“可能比77-GHz雷达芯片更高的分辨率”。

然而,TI在该公司的新型工业60-GHz mmWave传感器中选择了4 GHz而不是7 GHz带宽。他说,这是因为4 GHz现在满足了市场需求。“这是我们在产品定义中做出的选择。”

该公司解释说,TI的高分辨率工业传感器 - 具有4 GHz的超宽带宽 - 转化为能够检测“物体和运动的精度比24 GHz窄带解决方案高20倍”。

采用传感器的自主性
正如单芯片,高度集成的77-GHz mmWave传感器为TI打入汽车之门打开了大门,Wasson说:“我们决心真正实现其工业用60GHz传感器的单芯片方面的货币化他补充道,“随着DSP集成在CMOS mmWave雷达芯片中,TI正在推动新型工业雷达芯片的”自治“。“不需要单独的处理器,也不需要更大的物料清单”,以使传感器具备智能。

据该公司称,TI的新型工业传感器集成了“精确传感与实时决策和单片处理”,同时可以区分人体运动和机械运动,减少误报。

“我们花了很多时间来解决工业应用的系统问题 - 机器人,工厂和楼宇自动化,”Wasson解释道。根据Wasson的说法,这些新芯片具有功能安全SIL 2。它旨在解决诸如“延迟,安全和安全性”等问题。例如,特别是当协作机器人开始在工厂车间与人交互时,安全变得至关重要,他补充道。

Antenna-on-package
Wasson团队的最后一项重大努力是如何减少采用RF技术的障碍,他指出。“虽然我们很有兴趣在我们的客户群中使用我们的60-GHz mmWave雷达,但RF设计并不是他们自己做得太舒服的事情。”

因此TI继续投入开发天线一体化(AoP)设计,Wasson说。AoP降低了射频设计的复杂性并简化了制造过程。

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天线封装(AoP)降低了RF设计的复杂性。(来源:TI)

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据TI称,AoP代表“有意义地节省系统空间和成本 - 比24 GHz小75%”。AoP的尺寸 - 基于TI的本土技术 - 尺寸为15 x 15 mm。

TI的60-GHz雷达芯片以及各种功率芯片目前位于55 x 55-mm非AoP板上。TI的目标是在未来大幅减小整个电路板的尺寸。

TI 60-GHz工业雷达芯片的样品现在只能通过TI商店购买。据TI称,其模块化开发平台售价348美元,额外天线模块售价149美元。

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