分享

TI雷达 | 适用于汽车4D成像雷达的双器件毫米波级联参考设计

 调皮连续波 2023-02-05 发布于贵州

本文首发于公众号【调皮连续波】,其他平台为自动同步,内容若不全或乱码,请前往公众号阅读。持续关注调皮哥,获得更多雷达干货学习资料和建议,和大家一起学习雷达技术。

【正文】


1、概述

TIDA-020047是由AWR2243 器件和 AM2732R雷达处理器构成的双器件级联阵列,其开发板已经发布了,该汽车雷达参考设计是一个 76GHz 至 81GHz 的级联雷达传感器模块。在这一级联雷达配置中,一个主器件向主器件和辅助器件分配 20GHz 的本机振荡器 (LO) 信号,使这两个器件作为单个射频收发器运行。


最多可以支持 6 个发送 (TX) 和 8 个接收 (RX) 天线元件,从而在 MIMO 虚拟阵列中提供总共 48 个虚拟通道,如下图所示。

感兴趣的读者可以前往官网查看或者购买:https://www./tool/cn/TIDA-020047,皮哥都想搞一块玩玩了。

2、特性

成像雷达、远距离 TX 波束形成和波束控制、提高角分辨率的 MIMO。

电源经过优化,减小了尺寸,提高了效率,双器件 76GHz 至 81GHz 汽车雷达传感器集成了 DSP 和 MCU,并经由 CAN-FD、以太网或 LVDS 提供目标数据。

3、系统说明

许多汽车安全系统都需要车辆周围环境的高分辨率图像,AWR2243双级联雷达参考设计通过结合使用两个 76GHz 至81GHz 雷达收发器、一个雷达处理器、两个 CAN-FD PHY、一个以太网 PHY 和一个低噪声电源,解决了这些问题。系统仅需要两个连接,即电池电源输入和用于数据输出的 CAN-FD 或以太网。

该设计的雷达部分采用印刷电路板 (PCB) 蚀刻天线,带有 6 个发射元件和 8 个接收元件。通过使用该天线,会发送调制线性调频脉冲,并对反射信号采样后输入到板载数字信号处理器 (DSP) 中。借助这些信息,传感器可以记录天线视场内物体的距离、角度和速度测量值。该设计提供了一项功能,可将物体数据以 5Mb/s 的速率写入CAN-FD 总线上的中央电子控制单元 (ECU),将原始数据写入 LVDS 端口,或通过以太网 PHY 以高达 100Mb/s的速率写入数据。

3.1 关键系统规格

检测并跟踪最远 250 米处速度为 ±45 米/秒 (m/s) 的物体(如汽车和卡车),天线方位角视场为 ±75º,且方位角分辨率约为 3.5º,展示以下 AWR2243 功能:

· TX 相移

· 数据压缩

· 支持由毫米波 SDK 提供的多普勒频分多址(DDMA) 处理链的 HWA。

3.2 设计注意事项

在 TX 波束形成、波束控制和多输入多输出/单输入多输出 (MIMO/SIMO) 等用例中,与单器件传感器相比,大量天线元件可实现较高的信噪比 (SNR)出色的角度分辨率

4、硬件、软件、测试要求和测试结果

4.1 虚拟天线阵列

该双芯片级联 EVM 包含 6 个 TX 通道和 8 个 RX 通道,如图 4-1 所示,在 MIMO 虚拟阵列中总共提供 48 个虚拟通道。下图 展示了通道的排列,其中 MIMO 阵列在方位角方向上提供约 3 度的孔径受限角分辨率。

虚拟阵列布局如下图所示:

4.2 角度分辨率测量

方位角分辨率通过使用两个 10dBsm 角反射器来测量,这两个角反射器放置在距离雷达约 9.5 米的径向距离处的同一距离单元中。在角度估算之前,会先应用视轴校准(例如,根据从视轴上单个角反射器获得的测量数量,对通道间相位增益不匹配进行补偿)。

角度估算使用 512 点FFT 来执行。上图展示了从与角反射器反射相对应的距离多普勒单元测得的角谱,其中包括与两个角反射器相对应的峰值。测得的峰间角距约为 3.3 度,与约 3 度的理论角度分辨率接近。通过使用Capon 波束形成器MUSIC 等计算量更大的角度估算方法,可以获得更高的角度分辨率。

下图展示了与两个角反射器相对应的距离单元的角谱。

4.3 文档支持

https://www./tool/MMWAVE-DFP

https://www./lit/pdf/spruiu0

https://www./lit/wp/spyy005a/spyy005a.pdf

https://www./lit/pdf/swra553

【本期结束】

目前我的工作经验尚浅,还有很多内容需要学习,如果还有没有说到或者不全面的地方,还请指正,感谢大家。

喜欢本文,可以转发朋友圈~,关注【调皮连续波】,和1.1万+人一起学雷达!

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多