天线内置毫米波雷达极具成本、尺寸与性能优势，或降维打击超声波和红外方案
发布于：2020-09-25 被浏览：3588次
随着集成度的提高，雷达模块的成本也在降低。与GaAs技术雷达相比，硅锗技术雷达的成本可以降低一半。加特兰第一个量产的天线，内置多通道毫米波雷达SOC，基于CMOS技术(即硅技术)，可以将成本降低到GaAs技术的五分之一。9月23日，加特兰微电子(以下简称“加特兰”)召开媒体发布会，推出两款基于封装天线(AIP)技术的毫米波雷达产品，一款是阿尔卑斯码为77/79GHz雷达，另一款是莱茵码为60GHz雷达。77/79GHz有两个版本，即车辆规格版本和工业版本，60GHz是工业版本。与天线集成的这两个雷达的完整芯片尺寸只有12.2毫米* 12.2毫米，有四个发射机和四个接收机。他们有内置的雷达信号处理基带，FMCW波形发生器和高速ADC，只需要电源和闪存就可以组成一个完整的毫米波雷达模块。
天线内置毫米波雷达系统的框图、参考板和芯片尺寸
这种高度集成的雷达方案可以达到超声雷达的尺寸，特别适合在自动泊车应用中替代超声雷达，也可以用于驾驶舱活体检测(后排检测)和手势操作。此外，加特兰正与客户合作开发许多非车载应用，如安全监控和智能空调。全集成雷达芯片具有体积小、功耗低、成本优的特点，具有非常好的应用场景扩展空间。
天线的小型化尝试最早是围绕2.4GHz蓝牙芯片的应用展开的，2000年前后，英国伯明翰大学和乔治亚理工大学先后研究了5.8GHz Wi-Fi芯片与天线的封装和集成，2005年前后，IBM开始了60GHz封装天线的研究，而新加坡理工大学的张跃平教授在2006年正式提出了AiP(封装中的天线)的概念。
2007年，IEEE将60GHz列为无照毫米波频段，60GHz频段封装天线的研究开始蓬勃发展。2014年，5G频段确定纳入毫米波频段，行业开始真正关注AiP技术。加特兰于2017年开始研发AiP产品，前后经历了四代。在今年第二季度发布的两款雷达SoC产品中，性能、制造成本和量产的完美统一终于实现了。
加特兰， 王典，生产技术总监表示，在毫米波雷达开发AiP方案时，在物理设计、天线性能设计、电气连接、封装技术和材料、散热处理、可靠性和自动测试方面存在技术难点，加特兰要在三年内迭代四代并不容易。以物理设计为例，在12*12平方毫米的面积内，要放置5000多个过孔，160多条信号线，12个天线单元，4组功分器，最小线宽只有25um，难以想象。因为AiP在毫米波雷达的应用是非常前沿的，很多R&D的工作都是入不敷出，甚至量产测试都是相当困难的，因为这个行业没有现成的量产计划。经过三年的自主研发，加特兰在毫米波雷达， 天线，制造了一套完整的封装测试系统，能够检测100多个测试值，确保大规模生产产品的可靠运行。