在多數(shù)人的眼里，雷達(dá)與軍事相關(guān)，是軍事科學(xué)的一部分，不過(guò)在今天雷達(dá)的應(yīng)用已經(jīng)日益進(jìn)入尋常生活。或許，您家的智能馬桶就采用了24GHz雷達(dá)傳感器；而在汽車(chē)中，使用24GHz的防撞雷達(dá)已經(jīng)在歐美國(guó)家最先普及；在工業(yè)領(lǐng)域，儲(chǔ)罐液位計(jì)、路燈系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、警用測(cè)速儀、智能開(kāi)門(mén)器、動(dòng)作檢測(cè)器和智能停車(chē)場(chǎng)等民用場(chǎng)合也都是雷達(dá)的用武之地。

　　為什么是微波雷達(dá)？

　　為什么這些場(chǎng)合必須要用到雷達(dá)而不是其他的探測(cè)方式？或許您可以從蝙蝠的身上尋找答案。蝙蝠是“瞎子”，但卻可以在夜間出沒(méi)，相當(dāng)精準(zhǔn)的探測(cè)障礙物。人們受到啟發(fā)于是發(fā)明了雷達(dá)。所以，在汽車(chē)，工業(yè)等領(lǐng)域中，在視覺(jué)條件很差的情況下還要求精確地探測(cè)物體時(shí)，雷達(dá)就被派上了用場(chǎng)。

　　目前在對(duì)汽車(chē)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的大部分討論都集中在使用可見(jiàn)波長(zhǎng)攝像機(jī)的被動(dòng)視覺(jué)系統(tǒng)上。知名的技術(shù)型電子元器件分銷(xiāo)商世強(qiáng)產(chǎn)品經(jīng)理宋斌在一次相關(guān)會(huì)議上就曾表示：“重要的一點(diǎn)是，‘ADAS傳感技術(shù)’只有雷達(dá)是與天氣無(wú)關(guān)的。而攝像機(jī)在識(shí)別目標(biāo)上有優(yōu)勢(shì)，雷達(dá)更善于探測(cè)物體，測(cè)量其速度。” 宋斌解釋到，出于這些原因，很多重視探測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)評(píng)估的早期系統(tǒng)會(huì)選擇雷達(dá)。他指出：“在歐洲，對(duì)卡車(chē)緊急剎車(chē)系統(tǒng)有很大的需求。它是基于雷達(dá)的。”

　　雖然光學(xué)視覺(jué)系統(tǒng)非常成熟了，而雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)會(huì)使其更加完善。宋斌預(yù)測(cè)，在不久的將來(lái)，具有目標(biāo)識(shí)別的多攝像機(jī)復(fù)雜系統(tǒng)能夠融合視頻和雷達(dá)數(shù)據(jù)，對(duì)周?chē)氖澜缃?dòng)態(tài)模型。

　　“而相比成本更低的超聲波雷達(dá)，微波雷達(dá)一定是汽車(chē)ADAS系統(tǒng)的趨勢(shì)。因?yàn)橄啾瘸暡ɡ走_(dá)，微波雷達(dá)受的干擾要小很多，如其不受大霧天氣及溫度等的影響，檢測(cè)距離大于100m，而超聲波雷達(dá)受到的干擾則較多，檢測(cè)距離小于1m。雖然微波雷達(dá)的成本要高一些，但是真正能夠滿足汽車(chē)嚴(yán)酷環(huán)境安全要求的，還是要選‘?dāng)z像頭+微波雷達(dá)’的方案。”宋斌表示。

　　24GHz收發(fā)一體FMCW的高集成度方案

　　不過(guò)微波雷達(dá)系統(tǒng)高昂的成本及復(fù)雜的高頻設(shè)計(jì)一直使得其難以廣泛投入商用。“英飛凌適用于商業(yè)級(jí)和汽車(chē)級(jí)傳感應(yīng)用的單片24GHz雷達(dá)芯片解決了這一難題。”宋斌進(jìn)一步指出：“作為英飛凌的增值服務(wù)分銷(xiāo)商，我們代理的英飛凌24GHz收發(fā)一體芯片BGT24Mxx系列堪稱是目前市場(chǎng)上集成度最高的24GHz的ISM波段雷達(dá)收發(fā)器系列。該解決方案具備設(shè)計(jì)緊湊、系統(tǒng)靈活和成本效益的特點(diǎn)，在汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)非常明顯。”

　　圖1. 英飛凌24GHz收發(fā)一體芯片。

　　BGT24Mxx系列工作在24GHz ISM頻段，采用頻率調(diào)制的連續(xù)波（FMCW）設(shè)計(jì)。配備了一個(gè)具有業(yè)界最高集成度的片上雷達(dá)收發(fā)器和一個(gè)僅用于接收的輔助芯片，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)師能靈活實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用的低成本和高性能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　全新系列的三款器件分別為BGT24MTR11（單發(fā)射單接收通道）、BGT24MTR12 （單發(fā)射雙接收通道）和BGTMR2 （雙接收器）。由一個(gè)接收器發(fā)展到兩個(gè)或更多個(gè)接收通道，這可使系統(tǒng)在更廣的角度內(nèi)更精確地進(jìn)行目標(biāo)感測(cè)。電壓為3.3V的BGT24MTR11在500mW功耗下感測(cè)距離達(dá)到160米。其在近場(chǎng)傳感應(yīng)用中的感測(cè)精度達(dá)到毫米級(jí)別。

　　采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QFN封裝的這種單片解決方案相對(duì)于市場(chǎng)上的分立式解決方案，可使占板空間降低30%。BGTMTRxx器件通過(guò)取消外置組件匹配和占用板卡空間的射頻傳輸線，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

　　24GHz單片雷達(dá)方案推動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用率先普及

　　“將發(fā)射通道和接收通道集成在一顆芯片上，節(jié)省了寶貴的電路板空間，較之于分立器件方案，其占板面積節(jié)省了30%左右。并且令設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的如同不需要24GHz RF匹配/RF傳輸線一樣。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)VQFN封裝可以在標(biāo)準(zhǔn)SMD生產(chǎn)線上進(jìn)行貼裝。以上的這些特性都使得它成為汽車(chē)防撞雷達(dá)的不二之選。” 宋斌指出。

　　英飛凌雷達(dá)芯片采用基于鍺硅（SiGe）的制造工藝。鍺硅工藝研發(fā)項(xiàng)目得到了德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）的支持。該工藝經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)，尤其適用于汽車(chē)應(yīng)用。與目前使用的砷化鎵（GaAs）組件不同，SiGe工藝可制造出更加小巧且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的雷達(dá)傳感器。

　　“汽車(chē)毫米波雷達(dá)是汽車(chē)主動(dòng)安全產(chǎn)品的關(guān)鍵部件，目前國(guó)際上幾乎所有的汽車(chē)均開(kāi)始配備汽車(chē)毫米波雷達(dá)，其中包括汽車(chē)防撞雷達(dá)、汽車(chē)盲區(qū)檢測(cè)雷達(dá)等。目前，國(guó)產(chǎn)還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出可商業(yè)化的汽車(chē)毫米波雷達(dá)產(chǎn)品，而國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格昂貴，如凱美瑞的汽車(chē)防撞雷達(dá)就高達(dá)1.9萬(wàn)人民幣/個(gè)。所以市場(chǎng)急需此類(lèi)產(chǎn)品。”宋斌指出。

　　國(guó)內(nèi)估計(jì)最先使用起來(lái)的是24GHz微波雷達(dá)，用來(lái)做短距離探測(cè)。宋斌進(jìn)一步指出：“現(xiàn)在我們價(jià)格已經(jīng)做到很便宜，批量化后價(jià)格會(huì)更加便宜，加上24GHz周邊的元器件設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，我們已經(jīng)有汽車(chē)行業(yè)客戶商業(yè)化了。至于77GHz，價(jià)格太貴，后端開(kāi)發(fā)技術(shù)難度大，相關(guān)儀器都很難搞到，要想大量普及短時(shí)間還是很難的。還有關(guān)鍵一點(diǎn)：國(guó)家工信部已經(jīng)出臺(tái)政策‘24GHz頻段短距離車(chē)載雷達(dá)設(shè)備使用頻率規(guī)劃’。”

　　圖2. 工業(yè)和信息化部關(guān)于發(fā)布24GHz頻段短距離車(chē)載雷達(dá)設(shè)備使用頻率的通知。

　　雷達(dá)技術(shù)是設(shè)計(jì)創(chuàng)新的ADAS系統(tǒng)、避免交通事故發(fā)生的關(guān)鍵所在。英飛凌的雷達(dá)芯片無(wú)論在何種天氣條件下（包括霧天、雨天和雪天），都能讓汽車(chē)看清前方道路。正是有了這款芯片，未來(lái)，中遠(yuǎn)距離雷達(dá)系統(tǒng)將成為中級(jí)車(chē)標(biāo)配設(shè)備。

　　此外，BGT24Mxx系列的潛在應(yīng)用范圍還包括儲(chǔ)罐（固體和液體）的液位/料位監(jiān)測(cè)、照明控制、安防系統(tǒng)和智能門(mén)控系統(tǒng)應(yīng)用以及工業(yè)車(chē)輛的防撞監(jiān)測(cè)等。

　　例如，對(duì)于節(jié)能照明應(yīng)用而言，24GHz雷達(dá)系統(tǒng)非常適用于通過(guò)感測(cè)指定區(qū)域的運(yùn)動(dòng)物體或人，調(diào)節(jié)街道照明、工業(yè)照明和辦公照明的照明強(qiáng)度水平。BGT24MTxxx的高分辨率使儲(chǔ)罐液位測(cè)量系統(tǒng)變得更加精確，因?yàn)樵撓到y(tǒng)不受潑濺液體或灰塵的影響。開(kāi)門(mén)系統(tǒng)也可輕而易舉地區(qū)分進(jìn)門(mén)人和過(guò)路人。另一種應(yīng)用是防盜報(bào)警器，例如監(jiān)獄的安防系統(tǒng)。24GHz雷達(dá)可覆蓋270平米的范圍，而常用的紅外（IR）系統(tǒng)只能覆蓋10平米。

　　Rogers高性能微波板材——24G雷達(dá)的最佳配套選擇

　　大功率、復(fù)雜的射頻、微波系統(tǒng)同樣給高頻線路板材帶來(lái)了挑戰(zhàn)。好馬還需配好鞍，羅杰斯（Rogers）高性能微波板材是英飛凌24G雷達(dá)方案的最佳選擇。

　　世強(qiáng)微波產(chǎn)品經(jīng)理陽(yáng)忠提醒工程師們：“高性能的射頻、微波系統(tǒng)對(duì)相關(guān)的功率器件以及無(wú)源器件具有近乎苛刻的要求，因此目前能進(jìn)入該領(lǐng)域的半導(dǎo)體和無(wú)源器件提供商屈指可數(shù)。另外，在相關(guān)材料上也具有極高的要求，系統(tǒng)電路板材以及相關(guān)物料的特性同樣十分關(guān)鍵。為了能夠勝任應(yīng)用的操作環(huán)境，在選材時(shí)需要依據(jù)電氣、機(jī)械和熱性能挑選合適的材料。”

　　Rogers 的RO4000系列是目前市場(chǎng)上性價(jià)比最優(yōu)的射頻/微波板材，RO4350（R） 提供最高性價(jià)比；RO4350 LOPRO（R） 提供更低的導(dǎo)體損耗；RO4835（R） 提供高溫抗氧化板材。

　　RO4000系列的DK、DS特性在24G頻段非常穩(wěn)定，并且采用碳?xì)錁?shù)脂及陶瓷填料層壓板和半固化片可以提供出色的高頻性能以及低廉的線路加工成本。是一款可以用標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)氧樹(shù)脂/玻璃布（FR-4）加工工藝進(jìn)行加工的低損耗材料。以下優(yōu)點(diǎn)都使其成為了24GHz雷達(dá)的最佳拍檔：

　　? 性價(jià)比最優(yōu)的射頻/微波板材

　　? 類(lèi)似于FR4的加工流程，加工成本更加低廉，

　　? 3倍于PTFE材料的導(dǎo)熱系數(shù)

　　? 低的Z軸熱膨脹率，可以更好的保證通孔可靠性，更適合與多層板的壓合

　　? 介電常數(shù)2.55-6.15

　　RO4000材料還擁有微波射頻電路、匹配網(wǎng)絡(luò)以及特定阻抗傳輸線的設(shè)計(jì)者所需要的特性。而且有符合UL 94V-0防火等級(jí)的版本。“RO4350和RO4835最適于應(yīng)用于汽車(chē)中。其中RO4835還采用了高溫抗氧化板材，即使汽車(chē)在高溫環(huán)境下工作，板子也不會(huì)氧化。” 陽(yáng)忠強(qiáng)調(diào)。

　　本文小結(jié)

　　如前所述，英飛凌24GHz單芯片雷達(dá)解決方案具備如下三大優(yōu)勢(shì)：

　　1、高度集成：一顆芯片上集成了發(fā)射和接收功能，比分立器件節(jié)省占比30%占比空間；

　　2、電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，電路板上不需要24GHz RF匹配/RF傳輸線；

　　3、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QFN式封裝可以在標(biāo)準(zhǔn)SMD生產(chǎn)線上進(jìn)行貼裝。

　　世強(qiáng)同時(shí)作為全球領(lǐng)先的功率器件提供商英飛凌、全球領(lǐng)先的板材提供商ROGERS 的中國(guó)分銷(xiāo)商，有能力為國(guó)內(nèi)微波、射頻系統(tǒng)相關(guān)廠商和工程師提供一攬子的解決方案和一站式系統(tǒng)設(shè)計(jì)咨詢。“上述三大優(yōu)勢(shì)無(wú)疑也是你選擇世強(qiáng)雷達(dá)方案的三大理由。我們可以提供整套的24GHz雷達(dá)方案的支持，與第三方公司合作幫助客戶開(kāi)發(fā)方案，更重要的，如果客戶打包購(gòu)買(mǎi)我們的產(chǎn)品，在成本上會(huì)有優(yōu)勢(shì)。” 陽(yáng)忠指出。

　　關(guān)于世強(qiáng)

　　世強(qiáng)先進(jìn)成立于1993年，是包括安華高、瑞薩電子、Silicon Labs、Rogers、Melexis、英飛凌、acam、Alliance、Micrel、Littelfuse、NEMICON、EMC & RF Labs、EPSON、Cpyress、Vincotech、SMI、理光微電子、是德等在內(nèi)的全球知名半導(dǎo)體企業(yè)及測(cè)試測(cè)量儀器公司在大中國(guó)區(qū)的重要分銷(xiāo)商，同時(shí)也是眾多電子制造和研發(fā)企業(yè)的重要供應(yīng)商，產(chǎn)品業(yè)務(wù)廣泛覆蓋工業(yè)、安防、醫(yī)療、汽車(chē)、智能手機(jī)、通信設(shè)備、消費(fèi)、智能四表、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。

　　作為技術(shù)驅(qū)動(dòng)型分銷(xiāo)企業(yè) ，世強(qiáng)還擁有成熟的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)和系統(tǒng)的服務(wù)流程，根據(jù)需求向客戶提供新產(chǎn)品推介、快速樣品、應(yīng)用咨詢、方案及軟件設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、售后及物流等方面的專業(yè)服務(wù)。2014年，世強(qiáng)年銷(xiāo)售額2.32億美金，在全國(guó)設(shè)有17個(gè)分公司和辦事處，擁有員工近500人。