汽車?yán)走_(dá)的頻段和帶寬的發(fā)展趨勢(shì)

向77GHz過(guò)渡

盡管“日落條款（Sunset Clause）”導(dǎo)致了24GHz UWB（21.65-26.65GHz）SRR逐漸退出，但該立法直到最近才實(shí)施。

美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）已于2022年1月1日強(qiáng)制要求在新款輕型車輛中停止使用24GHz UWB。一些現(xiàn)有車型（2021年或更早推出）已搭載了24GHz UWB SRR，因此實(shí)際上距離需求完全停止還需幾年；歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）已將日落條款從2013年6月延長(zhǎng)至2018年1月1日，盡管歐洲和日本對(duì)24GHz UWB SRR的需求已過(guò)渡到24GHz NB；中國(guó)工信部前不久印發(fā)了《汽車?yán)走_(dá)無(wú)線電管理暫行規(guī)定》，規(guī)劃76-79GHz頻段用于汽車?yán)走_(dá)，從規(guī)定施行之日起，國(guó)家無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)不再受理和審批24.25-26.65GHz頻段車載雷達(dá)無(wú)線電發(fā)射設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)申請(qǐng)。

除了一些小眾應(yīng)用或當(dāng)前供應(yīng)合同的延續(xù)之外，Tier1們已經(jīng)沒有收到更多的24GHz UWB SRR的RFQ了。

雖然24GHz UWB SRR已被淘汰，但使用通用雷達(dá)平臺(tái)，77GHz UWB（76-77.5GHz）的更高帶寬和更高的精度會(huì)向77GHz UWB SRR過(guò)渡，而不是24GHz NB SRR。

77GHz UWB將成為后向雷達(dá)應(yīng)用（以及現(xiàn)有的前向雷達(dá)）的實(shí)際頻段。通過(guò)使用77GHz UWB頻段，這種后置SRR的精度幾乎是24GHz NB的20倍，分辨率提高到5cm截面以內(nèi)。另外，集成芯片組的逐漸普及也有助于過(guò)渡到77GHz。

只有Aptiv的77GHz SRR使用分立芯片，而其他公司已經(jīng)采用了集成的MMIC。Infineon RASIC AFE和收發(fā)IC支持2GHz帶寬。NXP Dolphin TEF810x RF-CMOS MMIC集成了3個(gè)發(fā)射通道和4個(gè)接收通道收發(fā)器、ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和低噪VCO，支持2GHz帶寬和4GHz啁啾拼接。其他芯片組包括ST Microelectronics STRADA770M 和TI AWR1642。

通過(guò)在一片芯片上組合兩個(gè)VCO并進(jìn)行開關(guān)，使 VCO（Voltage Controlled Oscillator，用于FM、頻率調(diào)制）和PA（Power Amplifiers）在更長(zhǎng)的范圍內(nèi)工作，這方面已經(jīng)取得了進(jìn)展。盡管使用CMOS技術(shù)有所幫助，但這一直具有挑戰(zhàn)性。

79GHz的全球標(biāo)準(zhǔn)尚未定79GHz UWB（77-81GHz）何時(shí)進(jìn)入市場(chǎng)尚不確定，因?yàn)闆]有一個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)可供使用。盡管許多成熟市場(chǎng)根據(jù)車廠們的需求（美國(guó)FCC、歐盟ETRI、日本ARIB（無(wú)線電工業(yè)和商業(yè)協(xié)會(huì)）、中國(guó)工信部）已批準(zhǔn)了79GHz。

未來(lái)五年可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。但與此同時(shí)，由于77GHz的技術(shù)成熟度、全球標(biāo)準(zhǔn)的接受度、性能和成本等，車廠將堅(jiān)持使用77GHz而非79GHz。

79GHz SRR可以從其4GHz帶寬（與24GHz NB的400-800MHz相比）提供更高的距離分辨率。Fujitsu-Ten在2015年的研究表明，79GHz UWB可以檢測(cè)到打開的車門和行人，77GHz UWB卻不能。還可以添加AI處理來(lái)提高性能。信號(hào)處理和波形使77GHz更適用于停車輔助應(yīng)用，77GHz UWB中的1.5GHz有足夠的帶寬（并且比現(xiàn)有的24GHz NB解決方案有所改進(jìn)）。此外，79GHz SRR受距離短的限制，其距離分辨率小于10厘米，可在其他后向應(yīng)用中提供功能，例如BSD和RCTA。

除了通過(guò)更高的帶寬提高距離分辨率外，還可以擴(kuò)大檢測(cè)FoV，從而減少傳感器數(shù)量。它的尺寸也可以更小，因此成本更低。然而，需要多少帶寬（超過(guò)1GHz)才能達(dá)到合適的性價(jià)比，這取決于Tier 1的決定。

60GHz的接受度越來(lái)越高

60GHz的艙內(nèi)應(yīng)用已經(jīng)得到了很多認(rèn)可，并得到了美國(guó)FCC和日本ARIB的批準(zhǔn)，但在這一領(lǐng)域77GHz的概念并不多。

到目前為止，60GHz SRR沒有標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗举|(zhì)上是近法拉第籠（near-Faraday cage）輻射器，可能對(duì)艙內(nèi)的其他通信系統(tǒng)造成潛在干擾。

下一個(gè)考慮用于汽車的頻段是120-140GHz。

2018年6月，IMEC測(cè)試了WiSens SoC，該SoC用于140GHz的艙內(nèi)SRR。IMEC使用專有的2通道天線、PLL（Phased Lock Loop）FMCW和SISO（Single Input-Single Out）掃描和現(xiàn)成的ADC，以及FPGA。WiSens采用了28nm CMOS工藝。隨著MIMO的發(fā)展，這種雷達(dá)可以達(dá)到的空間分辨率會(huì)增加到1.5cm。IMEC已與松下合作，概念傳感器的功耗只有1W。與60GHz相比，更高的頻段位于ISM頻段，可提高分辨率并減少干擾影響。