Imec为ADAS提供分布式雷达突破

实现更高的雷达精度需要多个雷达节点协同工作，这给在节点之间长距离一致地分配共享本振 （LO） 信号而不会产生干扰或衰减带来了重大挑战。研究公司和创新中心 IMEC 最近解决了这一挑战，在光纤通信会议和展览会 （OFC） 上推出了所谓的开创性概念验证，即支持光子学的码分复用 （CDM） 调频连续波 （FMCW） 144 GHz 分布式雷达系统。

Imec 的光子 CDM FMCW 144-GHz 分布式雷达系统可能会改变下一代高级驾驶辅助系统 （ADAS） 和高精度传感应用，满足行业对不断扩展的高级安全功能的需求。CDM 允许将各种数据信号组合在一起，同时在公共频段上传输。

imec 支持光子学的 CDM FMCW 144-GHz 分布式雷达系统概念验证的特写（来源：imec）

“汽车雷达的主要痛点是大量芯片被塞进一个模块中，导致物理尺寸受限，”imec 汽车传感产品组合产品组合经理 Ilja Ocket 说。“汽车雷达的分辨率与天线阵列的尺寸成正比。

“我们研究的架构可以创建更大的物理雷达，”他补充道。“这是我们在这里试图追求的主要应用要求，创造了这个大孔径。使用 144 GHz（新频段）可以设计更小的天线，并且更容易集成到汽车中。

分布式雷达系统确保与远程雷达单元的连贯线性调频，与传统的单节点设置相比，增加的范围将使多节点雷达系统具有卓越的角度分辨率。借助 imec 的新方法，光纤无线电技术和 CDM 的结合实现了雷达单元之间的无缝协调，从而提高了角度分辨率和可扩展性。

这一突破的一个关键部分是利用 CDM 的相位编码器。据该公司称，使用 CDM，每个节点都被分配了一个唯一的代码序列，用于慢速二进制相位调制。它与相位编码的 Hadamard 码分波形一起使用，允许多个雷达节点同时在相同的带宽上传输信号。

Imec 表示，这种 CDM 方法对于分布式系统来说是新颖的，可提供更高的可扩展性和更容易的实施。

Imec 的光信号分配方法使用模拟光纤无线电技术将相位编码器直接集成到光分配网络中。该系统能够在 5 到 10 米的长距离内实现 LO 信号的低损耗传输，显著减少电磁干扰（基于射频的信号分配的常见限制），并保持相干多节点雷达运行所需的信号完整性。

144 GHz Hadamard CDM 分布式 FMCW 雷达的概念验证使用两个雷达节点。Imec 计划将系统扩展到四个及以上的雷达节点，以进一步评估角度分辨率和可扩展性的改进。

目前的重点是汽车行业，预计它将为 ADAS 提供高分辨率的 360° 雷达传感。然而，在未来，该技术的潜在用例包括室内传感、生物医学成像和生命体征监测。

“我们已经展示了两个节点相连，但扩大规模变得更加困难和具有挑战性，”Ocket 说。“我们相信我们可以实现与 LiDAR 竞争的角度分辨率。它是在车辆中部署光纤的敲门砖，支持车载网络应用。

Ocket 进一步解释说，直到现在，汽车一级供应商才开始使用光缆在汽车中使用光互连。他认为现在是开始考虑开发基于光分发的产品的时候了。

Imec 预计，到 2030 年，该技术将具有商业可行性。