Imec為ADAS提供分布式雷達(dá)突破

實(shí)現(xiàn)更高的雷達(dá)精度需要多個(gè)雷達(dá)節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，這給在節(jié)點(diǎn)之間長(zhǎng)距離一致地分配共享本振 （LO） 信號(hào)而不會(huì)產(chǎn)生干擾或衰減帶來了重大挑戰(zhàn)。研究公司和創(chuàng)新中心 IMEC 最近解決了這一挑戰(zhàn)，在光纖通信會(huì)議和展覽會(huì) （OFC） 上推出了所謂的開創(chuàng)性概念驗(yàn)證，即支持光子學(xué)的碼分復(fù)用 （CDM） 調(diào)頻連續(xù)波 （FMCW） 144 GHz 分布式雷達(dá)系統(tǒng)。

Imec 的光子 CDM FMCW 144-GHz 分布式雷達(dá)系統(tǒng)可能會(huì)改變下一代高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 和高精度傳感應(yīng)用，滿足行業(yè)對(duì)不斷擴(kuò)展的高級(jí)安全功能的需求。CDM 允許將各種數(shù)據(jù)信號(hào)組合在一起，同時(shí)在公共頻段上傳輸。

imec 支持光子學(xué)的 CDM FMCW 144-GHz 分布式雷達(dá)系統(tǒng)概念驗(yàn)證的特寫（來源：imec）

“汽車?yán)走_(dá)的主要痛點(diǎn)是大量芯片被塞進(jìn)一個(gè)模塊中，導(dǎo)致物理尺寸受限，”imec 汽車傳感產(chǎn)品組合產(chǎn)品組合經(jīng)理 Ilja Ocket 說?！捌?yán)走_(dá)的分辨率與天線陣列的尺寸成正比。

“我們研究的架構(gòu)可以創(chuàng)建更大的物理雷達(dá)，”他補(bǔ)充道?！斑@是我們?cè)谶@里試圖追求的主要應(yīng)用要求，創(chuàng)造了這個(gè)大孔徑。使用 144 GHz（新頻段）可以設(shè)計(jì)更小的天線，并且更容易集成到汽車中。

分布式雷達(dá)系統(tǒng)確保與遠(yuǎn)程雷達(dá)單元的連貫線性調(diào)頻，與傳統(tǒng)的單節(jié)點(diǎn)設(shè)置相比，增加的范圍將使多節(jié)點(diǎn)雷達(dá)系統(tǒng)具有卓越的角度分辨率。借助 imec 的新方法，光纖無線電技術(shù)和 CDM 的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)單元之間的無縫協(xié)調(diào)，從而提高了角度分辨率和可擴(kuò)展性。

這一突破的一個(gè)關(guān)鍵部分是利用 CDM 的相位編碼器。據(jù)該公司稱，使用 CDM，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都被分配了一個(gè)唯一的代碼序列，用于慢速二進(jìn)制相位調(diào)制。它與相位編碼的 Hadamard 碼分波形一起使用，允許多個(gè)雷達(dá)節(jié)點(diǎn)同時(shí)在相同的帶寬上傳輸信號(hào)。

Imec 表示，這種 CDM 方法對(duì)于分布式系統(tǒng)來說是新穎的，可提供更高的可擴(kuò)展性和更容易的實(shí)施。

Imec 的光信號(hào)分配方法使用模擬光纖無線電技術(shù)將相位編碼器直接集成到光分配網(wǎng)絡(luò)中。該系統(tǒng)能夠在 5 到 10 米的長(zhǎng)距離內(nèi)實(shí)現(xiàn) LO 信號(hào)的低損耗傳輸，顯著減少電磁干擾（基于射頻的信號(hào)分配的常見限制），并保持相干多節(jié)點(diǎn)雷達(dá)運(yùn)行所需的信號(hào)完整性。

144 GHz Hadamard CDM 分布式 FMCW 雷達(dá)的概念驗(yàn)證使用兩個(gè)雷達(dá)節(jié)點(diǎn)。Imec 計(jì)劃將系統(tǒng)擴(kuò)展到四個(gè)及以上的雷達(dá)節(jié)點(diǎn)，以進(jìn)一步評(píng)估角度分辨率和可擴(kuò)展性的改進(jìn)。

目前的重點(diǎn)是汽車行業(yè)，預(yù)計(jì)它將為 ADAS 提供高分辨率的 360° 雷達(dá)傳感。然而，在未來，該技術(shù)的潛在用例包括室內(nèi)傳感、生物醫(yī)學(xué)成像和生命體征監(jiān)測(cè)。

“我們已經(jīng)展示了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，但擴(kuò)大規(guī)模變得更加困難和具有挑戰(zhàn)性，”O(jiān)cket 說?！拔覀兿嘈盼覀兛梢詫?shí)現(xiàn)與 LiDAR 競(jìng)爭(zhēng)的角度分辨率。它是在車輛中部署光纖的敲門磚，支持車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

Ocket 進(jìn)一步解釋說，直到現(xiàn)在，汽車一級(jí)供應(yīng)商才開始使用光纜在汽車中使用光互連。他認(rèn)為現(xiàn)在是開始考慮開發(fā)基于光分發(fā)的產(chǎn)品的時(shí)候了。

Imec 預(yù)計(jì)，到 2030 年，該技術(shù)將具有商業(yè)可行性。