德州仪器为工业应用推出60GHz单芯片毫米波雷达

近日，德州仪器（TI）宣布推出60GHz毫米波雷达传感器，专为工业市场应用。此前TI的工业用毫米波雷达传感器只有和汽车相同的76-81GHz毫米波传感器。



TI雷达和分析处理器总经理Sameer Wasson表示：“世界上很多系统供应商正在利用77GHz毫米波雷达传感器开发他们自己的系统。然而，在其他地区，尤其是北美洲，情况则不同。”

Wasson表示，虽然有客户评估该产品，但联邦通信委员会（FCC）对76-81GHz频率有意见，因为该机构仅将该频率用于汽车应用。FCC显然不想看到汽车受到非汽车系统的干扰。



未来24GHz UWB频段的车载雷达在2021年之后将无法在欧洲和美国使用。只有窄带24GHz ISM频段才能长期使用。同时24GHz频段的带宽不足，再加上新兴雷达应用中对更高性能的需求，使其对于新的雷达技术没有吸引力。 （来源：德州仪器）

因此包括TI在内，所有公司都在开发毫米波技术，并通过使用60 GHz为非汽车系统提供“独特形式的传感模式”。

汽车市场是TI单芯片CMOS雷达芯片的一个重要的直接市场，极具破坏性创新，并受到汽车及其他市场的广泛好评。

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。它们还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、人员和运动等方向。

60 GHz的自然选择

Wasson称60GHz是“自然选择”的原因有几个。首先，它可以使用小型天线。它的天线略大于77-GHz mmWave传感器所使用的天线，但仍然比24GHz所需的天线小得多。

其次，60 GHz还可以适应更宽的带宽范围。 Wasson表示：“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，我们现在可以使用7 GHz带宽。”

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

然而，TI在该公司的新型工业60GHz 毫米波传感器中选择了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。”

TI具有4 GHz的超宽带宽的高分辨率工业传感器，对物体和运动检测精度比24 GHz窄带解决方案高20倍。

无人驾驶与传感器

高集成的77GHz单芯片毫米波传感器为TI打入汽车市场打开了大门，Wasson说：“我们决心真正将60GHz单芯片毫米波传感器推向工业市场。随着DSP集成到CMOS工艺的毫米波雷达芯片中，TI正在推动新型工业雷达芯片具有“智能”特性，从而不需要单独的处理器，也不需要更大的物料清单。

TI的新型工业传感器将“精确传感与实时决策和处理集成在一个芯片上”，同时它可以区分人体运动和机械运动，从而减少误报。

Wasson表示，TI花了很多时间来解决工业应用的系统问题，包括机器人、工厂和楼宇自动化等。根据Wasson的说法，这些新芯片符合功能安全SIL 2标准。它旨在解决“延迟、安全和安保”等问题。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。

天线封装

Wasson团队还有一项重大努力就是降低射频技术门槛。“虽然我们很高兴在我们的客户群中使用我们的毫米波雷达芯片，但射频设计并不是他们的专长。”

因此，TI继续投入开发Aantenna-on-package（AoP 天线封装）设计，通过AoP降低了射频设计复杂性，简化了制造过程。

TI表示，AoP极大地节省了系统空间和成本，仅为15mm x 15mm尺寸，面积相比24GHz产品节省75%。

目前未采用AoP的板子面积为55 mm x 55 mm。

TI 60-GHz工业雷达芯片样品现只能通过TI商店购买，模块化开发平台售价348美元，附加天线模块售价为149美元。