【专利解密】德赛西威让毫米波雷达更加灵活、更易实现

【嘉德点评】德赛西威的模块化毫米波雷达专利,通过对多个雷达模块的发射线阵和接收线阵进行排布,使其进行物理级联,之后又采用FMCW调制信号校准,实现毫米波雷达的模块化,进而使得高精度雷达的设计更加灵活,也更易于实现

集微网消息,随着汽车工业的飞速发展,越来越多的毫米波雷达国内自主品牌开始发力,其中致力于成为未来出行变革创领者的德赛西威,其生产的毫米波雷达已在多款量产车型中搭载。

在毫米波汽车雷达设计中,多输入多输出(MIMO)技术正在广泛应用,使得接收端和发射端之间形成了虚拟通道,进一步在雷达通道数一定的情况下提高了雷达的角度分辨率,为车载高精度雷达的发展奠定了基础。同时,为了增加雷达通道数本身,在单芯片集成多通道的基础上可以对芯片进行级联。但是在传统的整体设计条件下,由于走线复杂,级联芯片越多,芯片到天线之间的走线距离就越远,在毫米波段引入很大的插入损耗,降低了系统的能量效率。

为此,德赛西威在2019年10月底就申请了一项名为“一种模块化毫米波雷达”(申请号 201911033502.3)的发明专利,申请人为惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司。

此专利提出了一种模块化毫米波雷达,含有多个雷达模块,而雷达模块包括雷达芯片、以及连接在雷达芯片的接收线阵和发射线阵。多个雷达模块进行模块化级联步骤如下图1所示。

图1 多雷达模块级联步骤

首先根据雷达模块的接收线阵和发射线阵的排布,将多个雷达模块进行物理级联。

图2 构建MIMO模块化雷达方式示意图

接收线阵可采用等间距阵形式分布或者稀疏阵形式分布,假设接收线阵的总长度和发射天线的间距都为N,参见图2。而且由图可知,接收线阵和发射线矩阵分别包括4个接收天线(图2斜纹)和3个发射天线(图2横纹)。在完成了模块以后,模块间的级联可通过在基板上直接摆放实现,并且雷达模块大小应该与接收天线或发射天线物理尺寸一致,使得每一个新添加的发射天线将对应一个虚拟接收阵列,而且这种长度尺寸关系可以按照如图的方法无限延展下去,通过使用多个雷达芯片进一步将虚拟阵扩展,以实现更大的虚拟阵列。

然后就是对一个所述雷达模块进行模块内校准,且对完成物理级联的多个所述雷达模块进行模块间校准。

在一个雷达模块内,通过发射线阵的多个发射天线分时对已知目标发送信号,并对接收线阵的接收天线接收的相位进行计算,完成模块内校准。

而对完成物理级联的多个雷达模块进行模块间校准则包括LO频率同步校准和RF信道校准。对于L0信号,首先将LO信号耦合至雷达模块的基板中,再通过传输线将同步LO信号输入到不同雷达模块的雷达芯片并且结合发射线阵发射的信号,以此判断LO频率是否同步。如果LO频率不同步,则通过数字延长线对LO频率进行时延调解。针对RF信道校准,首先校准雷达模块的接收线阵和发射线阵,在多个雷达模块物理排布后,由FMCW调制信号校准进行校准,从而实现多个雷达模块的级联。

综上所述,德赛西威的此项专利,通过对多个雷达模块的发射线阵和接收线阵进行排布,使其进行物理级联,在物理级联完成之后,又采用FMCW调制信号校准,实现毫米波雷达的模块化。

而通过模块化的车载雷达,其构建虚拟阵变得更加容易,只需要将模块前后装在基板上就可以进行模块级联,德赛西威模块化毫米波雷达让高精度雷达设计更加灵活,也更加易于实现。

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(校对/holly)

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