以CMOS技術實現的微型化毫米波傳感器

大多數商用雷達系統，特別是高級駕駛員輔助系統（ADAS）中的雷達系統，均基于鍺硅（SiGe）技術。目前的高端車輛都有一個多芯片SiGe雷達系統。雖然基于SiGe技術的77GHz汽車雷達系統滿足自適應巡航控制時的高速度要求，但它們體積過大、過于笨重，占用了大量電路板空間。

隨著車輛中雷達傳感器數量的不斷攀升，目前車輛中至少有10個雷達傳感器（前置、后置和車角），空間上的限制就要求每個傳感器必須體積更小、功耗更低，并且性價比更高。某些正處于開發階段的現有雷達系統將促使發射器、接收器、時鐘和基帶功能集成在一個單芯片內，而這將把前端芯片的數量從4個減少到1個，不過這只適用于雷達前端。

通過充分利用互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術，并將嵌入式微控制器（MCU）和數字信號處理（DSP）以及智能雷達前端集成在內，TI已經將集成度提升至新高度。前端具有處理功能將盡可能降低雷達系統尺寸、功率、外形尺寸和成本，從而進一步實現車輛內多個雷達系統的安裝。

圖1：由CMOS實現的單芯片集成

CMOS技術的傳統優勢包括更高的晶體管密度和更低功率。CMOS內的數字縮放降低了功率，縮小了尺寸，并且提高了每個節點的性能。在數字晶體管改進的推動下，CMOS的速度不斷提高，現已足以滿足79GHz ADAS應用的需要了。

79GHz波段提供4GHz帶寬，這對更高范圍的分辨率至關重要。未來的雷達系統還將需要對短距離的支持，將更佳的角分辨率轉化為雷達系統內的更多天線。采用CMOS技術的TI傳感器能夠支持此項擴展能力，實現高容量的大批量生產。

CMOS技術進一步提高了TI在模擬組件中嵌入數字功能的能力，從而實現了在雷達系統部署方面的全新系統配置和拓撲。例如，TI單芯片毫米波（mmWave）傳感器內的嵌入式MCU可實現射頻（RF）和模擬子系統的半自主控制。TI的CMOS傳感器為模擬組件提供數字輔助，以便適應環境和生產過程中的變化，同時保持靈活性和穩健耐用性，數字輔助能夠靈活生成調頻信號并能實現實時高級自監控。

一個雷達系統的動態范圍取決于接收器噪底，以及在保險杠反射所導致的自干擾下的耐受能力。而這在很大程度上取決于架構和系統能力，這樣就使一個CMOS系統——具有更寬的中頻（IF）帶寬、更多信道和精確的低噪聲線性閉環調頻信號生成——對于特定的雷達應用具有出色的系統級性能。

CMOS技術改變了毫米波傳感器的設計，并嵌入更高的智能化和功能性。CMOS技術已經使TI能夠提供高性能、低功率毫米波傳感器產品組合，涵蓋了從高性能雷達前端到單芯片雷達的整個范圍。