當前位置:首頁 > 毫米波
  • 豐田開發出毫米波雷達防碰撞系統

      豐田在2012年11月中旬舉行的“安全技術說明會”上,實際演示了配備新型毫米波雷達的“預防碰撞安全系統(PCS)”(圖1)。PCS是旨在防止本車與前方行駛的車輛碰撞的系統,此次的系統定位于“普及版”,采用的毫米波雷達的成本比“LS”等采用的以往產品降低了近一半。  此次采用的毫米波雷達的檢測距離為150m左右,檢測角度在±15度以上,安裝在前格柵后方。普及版PCS系統將被用于預定最近上市的新車型上,估計為新一代“皇冠”。由于定位于普及版,因此今后還將在皇冠以外的車型上“積極采用”(豐田)。  此次展示的PCS采用的方式是,在本車即將與前方車輛碰撞的情況下,駕駛員踩下制動踏板時,將制動力提高約2倍(圖2)。據豐田介紹,該系統是根據“在緊急情況下有很多駕駛員來不及強力踩下制動踏板” 這一調查結果而開發的。在紅綠燈等處停車時,車輛的減速度約為0.2~0.3G,但提高制動力后減速度可達到0.4G以上。即使與前方車輛的相對速度達到60km/h也不會發生碰撞。  在即將與前方車輛碰撞而駕駛員未踩下制動踏板時,該系統還可自動制動,使本車與前方車輛的相對速度減至15~30km/h左右。具體來說,系統會在預測出的碰撞時間的2~3秒前發出警報,并在1秒多自動實施制動。

    時間:2012-11-26 關鍵詞: 豐田 毫米波 雷達 碰撞

  • 自動駕駛還不夠 5G、毫米波通信將助力!

    自動駕駛還不夠 5G、毫米波通信將助力!

    過去 20 年中,車載通訊系統一直是汽車基本的安全通信和交通管理方式,但現在新款傳感器逐漸開始普及,為車主換來了更棒的連接和更安全的駕駛體驗。汽車用上無線通訊技術后,應用開始支撐基本安全、交通效率和互聯網接入等功能,車輛在 V2V 模式和 V2I 模式下實現了直接通信。同時,連接還成了自動駕駛車輛集成大量傳感器的自然補充。   由于自動化水平的不同,市場上的自動駕駛車輛也各不相同。有些車輛雖然有自動駕駛功能,但駕駛員卻要全程緊握方向盤;但另一個極端的自動駕駛,是沒有方向盤。在這兩種極端情況之間,駕駛員可以選擇是否介入。 舉例來說,自動駕駛程度較低的汽車,只會在危險時刻提醒駕駛員潛在碰撞將要發生,而自動駕駛程度較高的汽車,則會自動剎車并作出躲避。 需要注意的是,即使自動駕駛程度很高,汽車也不能脫離通信系統而存在,因為想實現完全自動駕駛,如果沒有高精地圖,那就很難實現。這就意味著汽車要實時從地圖服務器獲取最新的數據。 車載傳感器 支持汽車自動駕駛的傳感器包括車載雷達、視覺攝像頭和激光雷達系統。 其中雷達主要用在自動巡航控制、碰撞預警、并線輔助和泊車等功能上;視覺攝像頭則負責倒車安全、盲區監控、防疲勞和車道保持等功能;激光雷達的主要任務則是提供高精地圖信息,以便汽車完成自動導航并及時發現行人和自行車。 對全自動駕駛汽車來說,這些技術至關重要。 舉例來說,特斯拉使用視覺攝像頭來完成高速公路上的自動駕駛,而谷歌則力求精確,主要依靠激光雷達和 3D 地圖數據,同時雷達系統則負責探測其他車輛和障礙物。 需要注意的是,這些技術的作用范圍要看硬件配置和部署場景。如果在郊區行駛,雷達的作用范圍可達 200 米,激光雷達也有 35 米,視覺攝像頭則為 30 米。如果換到城市環境,由于交通擁堵、障礙物眾多,這些硬件的探測范圍就會縮到至幾米。 最重要的是,這些外部傳感器會受制于它們的“視力”,如果加上通訊,車輛的傳感范圍則會大幅提升,因為四面八方的車輛都能給它提供重要信息。 當然,自動駕駛車輛到底要交換什么數據目前還沒定論,如果數據傳輸速率較低,汽車間恐怕只能交換那些經過精細處理的數據了。 舉例來說,一輛車上的傳感器如果探測到一輛自行車,會將其位置和速度傳給了其他車輛。如果傳輸速率高,它發送的可能就是處理較少的原始信息,其他車輛則需要根據自己傳感器搜集到的數據進行整合處理。也就是說,擁有高速率和低延遲的通訊系統就能讓處理和未處理的信息進行快速交換。 下圖是汽車傳感器及其相關數據摘要,其中也涉及各種傳感器所需的傳輸速率對比。   專用短程通訊技術(DSRC)主要為交換基礎安全信息和為交通管理提供應用而生,該技術可同時支持 V2V 和V2I。 經過 20 年的發展,DSRC 現在已經在開始在美國的新車型上部署了。不過,要想大規模普及這種技術,還需要政府授權。 眼下,DSRC 能支持的數據速率還很低,每秒傳輸幾兆而已。此外,DSRC 技術并不支持原始傳感器數據的交換,而這類數據對自動駕駛汽車至關重要。 隨著通信網絡的發展,蜂窩通訊也成了車輛間交流的新方式,車輛可直接利用 D2D 模式或通過蜂窩基礎設施在850 MHz,1800 MHz 或 2100 MHz 三個頻段進行通信。 通過 D2D 模式,在 LTE-A 網絡下基站將幫助車輛完成發現和溝通的任務。不過,即使在 LTE-A 網絡下,D2D 的傳輸速率也有限制,因為其信道狀態信息不夠準確,這對移動設置會產生影響。4G 網絡通訊較為依賴基礎設施,但在中高速行駛時傳輸速率還是會降到每秒幾兆。 下圖展示了 DSRC 和 LTE-A 用在 V2V/V2I 通訊時的傳輸速率對比。考慮到自動駕駛時車輛每小時能生成 1 TB 的數據,因此兩項技術都無法滿足聯網車輛數據交換的需要。   傳感器面臨的挑戰 如今,5G 成了業內眼中自動駕駛的好搭檔,新一代移動網絡的應用包括車輛自動化、交通規劃、運營和資訊娛樂等。 確實,5G 網絡上馬后,延遲會低上十倍,而帶寬則會增長十倍,因此非常適合應用在汽車上。此外,5G 網絡特有的毫米波技術能提供高速數據傳輸,原始傳感器數據也不在話下。 需要注意的是,高速率資訊娛樂應用、聯合通訊和雷達未來都會集中在毫米波這一頻率。在毫米波鏈接狀態下,車輛和行人可能會阻斷主要通訊路徑,同時樹木和建筑等靜態實體也會產生阻擋效應。 假設基站搭載了不同的傳感器,如雷達和攝像頭,就可以通過傳感器的結合與機器學習來探測潛在的障礙物和相關的移動物體來幫忙配置通訊鏈接,并提升 V2I 通訊的表現。機器學習算法會利用過去的通訊性能數據將特殊的雷達反饋識別為障礙。 舉例來說,在與靜態環境地圖進行結合后,得出的信息會成為算法生成的“養料”,該算法可以預測車輛行駛中將遇到的不同形式的障礙。算法得出的障礙預測結果可反饋到基礎設施建設端,這樣基礎設施就能對車輛起到提醒作用。 除此之外,傳感器和機器學習算法的結合還能讓交通運行中心發掘更多與交通環境相關的信息,同時它們還能不斷提升交通信號和規劃方面的服務。 除了以上各個方面,精確定位也是自動駕駛車輛導航時的關鍵因素。 標準的 GPS 導航系統,即使在多路徑情況下,精確度也只能保持在 2 到 3 米之內,但這樣的精度用在自動駕駛上完全不夠,自動駕駛的精確度至少要達到分米或者厘米級別,這樣車輛才能與其他物體保持安全距離。 即使我們實現了高精定位,在城市里也會遭遇“城市峽谷”效應(高層建筑間)。同時,能完成高精度定位的 GPS 傳感器現在還相當昂貴。要想解決這些挑戰,我們就必須使用汽車其他傳感器采集到的數據或者用道路基礎設施對標準的 GPS 數據進行校正,這樣才能實現實時厘米級精確定位。 還有一點,在車輛自動駕駛程度和通訊能力有差別的環境下,挑戰也會相當巨大。想解決這一挑戰,我們可以在基站安裝傳感器,隨后這些傳感器采集到的信息會直接傳遞給聯網車輛,讓它們對非聯網車輛和非機動車產生態勢感知。 這種依靠基礎設施的方式,即使在大多數車輛都沒有通訊能力時也能穩定工作,同時全自動駕駛汽車也能借助它更高效地通過十字路口。   *蜂窩網絡為基礎的交通運輸愿景 這樣的方式(如上圖)將圍繞 5G 網絡完成,因為其目標就是提供更快的傳輸速率。同時,下圖的愿景也正是傳感器、機器學習和通訊等技術的結合。 新的戰略研究計劃 德克薩斯大學最近推出了新的戰略研究計劃,負責推動該計劃的是德克薩斯大學的無線網絡和通信集團(SAVES),它的目標就是解決下一代聯網車輛遇到的挑戰。 SAVES 為先進車輛通訊系統、基礎設施、傳感器技術等設計了一個通用框架。同時,SAVES 還邀請通訊和汽車界的公司齊聚一堂,與擅長無線通訊、機器學習和交通的學者們進行了一番交流。 借助自己強大的影響力,SAVES 還成功拉美國交通部“入伙”,它的“籌碼”就是數據支持的交通運營和管理系統(DSTOP)與德州交通部門資助的多個項目。 SAVES 的強悍之處在于它們的無線性能指標(如數據傳輸速率)和交通運輸指標(如交通效率和安全)。 最近,該團隊在開發基礎理論、算法上做了不少實驗,其中一個研究方向是為了建立傳感器輔助通訊技術的基礎,并利用這一基礎在毫米波 V2X 通訊中完成訓練。 另一個研究方向則是毫米波車載通訊基礎理論的研究,他們對最優波束寬度和光束的相干時間對其進行了調查,成績斐然。 在一系列實驗中,SAVES 充分利用了美國國家儀器公司的設備,其中包括毫米波原型產品、雷達測試和測量工具。在信道測量中,它找來了豐田信息技術中心和國家儀器公司來幫忙。 同時,一款混合型毫米波 MIMO 原型系統也得到了有效開發,SAVES 的目的就是測試自研混合型預編程和信道預估算法。 在國家儀器公司的設備之上,SAVES 還成功開發了聯合毫米波通訊與雷達原型產品。除此之外,在實驗數據之上完成數據融合也是研究的重點項目之一。 總結 5G 和毫米波通訊無疑會成為下一代傳感器密集型自動駕駛車輛的標配,而高速率連接對于傳感器數據交換則至關重要,該技術能擴大車輛傳感器的探測范圍,讓車輛所做的決定更加安全。 傳感能力將成為車載系統性能的分水嶺,而傳感器數據不但能提升車輛安全和交通效率,還能直接反哺通訊系統,在低成本的情況下就能建立毫米波鏈接。 基礎設施不但是通訊的載體,它還成了傳感器和數據平臺,它采集的數據將用于實時運營、交通網絡控制和規劃上。 不過,前途并非一片光明,在前進的道路上我們還有許多挑戰需要面對。

    時間:2017-05-10 關鍵詞: 毫米波 自動駕駛

  • 更高精度更小尺寸 TI毫米波傳感器再秀實力

    更高精度更小尺寸 TI毫米波傳感器再秀實力

    近年來,各大汽車廠商都逐漸開始在汽車上安裝先進的防碰撞系統,如在檢測到障礙物后自動剎車,以及通過測定周圍的車速與車距來調整速度與車距等。特別是隨著ADAS自動駕駛的應用前景越來越明朗,傳感器作為必不可少的元器件,其發揮的作用也不容小覷。 近日,TI德州儀器(TI)正將高精度和智能化引入包括汽車、工廠和樓宇自動化、以及醫療市場在內的廣泛應用中。TI的全新毫米波單芯片互補金屬氧化物半導體(CMOS)產品組合比目前市場上毫米波解決方案高3倍的感測精度。全新毫米波76-81GHz傳感器產品可探測精度低至小于50微米,范圍達到300米。同時,功耗是當前解決方案的25%。 在汽車應用領域大有可為 談到為什么要選擇高頻波段時,TI汽車雷達產品營銷總監Sudipto Bose這么回答:“77GHz相當于波長有3厘米,它帶來的好處,相對從物理角度有一定的提升。在這個頻段會帶來更多精度的提升,所以會引發很多新的應用領域。” Sudipto Bose先生認為77GHz將是整個業界的趨勢和主流應用方向。 此次產品發布會針對汽車雷達推出了3款產品:AWR12主要應用于自適應巡航、AEB等高精度、高速度的長距離雷達應用;AWR14則增加了MCU(ARM Cortex-R4F核),可以在非常規車身傳感器檢測應用上發揮作用,例如開門預警、車周探測、檢測駕駛員的呼吸和心跳、以及乘員監測等;AWR16是一個單芯片解決方案,集成了RF、MCU和DSP處理功能,其典型應用就是檢測車周邊的環境,包括盲點檢測、防后方碰撞/警告、車道變更輔助、交通路口警報等,并由此在車輛周圍建立起3D感知環境。   Sudipto Bose還介紹道:“我們推出的產品,不僅僅是在傳統汽車領域的應用,我們會拓展到交通路口的偵測,包括在復雜周邊環境偵測公交車以及出行人,這是產品未來會去開拓和應用的主要市場。” 在工業應用領域大顯身手 毫米波雷達在工業領域的應用場景也非常豐富,TI工業雷達產品營銷總監Robert Ferguson列舉了IWR系列在工業領域的幾個典型用。液面的感知:現代工業自動化中,有越來越多的容器罐,里面有危險的液體或者各種容器,需要感知液面的高度是不是達到目前可控的狀態;交通信號偵測:雷達可以在更惡劣的天氣環境,比如下雨或者是完全黑的狀態下,雷達比攝像頭有更高的精度來探測,如車輛速度等信息,雷達跟攝像頭配合會展示出更多全新的應用;智能交通:雷達不僅僅可以引導攝像頭的位置,也可以做智能交通的管理,探測車輛擁堵情況和紅綠燈狀態以進行動態管理和調配。   “雷達可以感知到運動物體的方位,指引攝像頭去記錄,并追蹤物體。在交通監測領域,我們覺得毫米波雷達是大有可為的領域。” Robert Ferguson先生說。未來TI還會針對汽車以及工業應用領域推出適合于各種應用場景的產品組合,讓我們拭目以待。   AWR DevPack   AWR1443 EVM   AWR1642 EVM

    時間:2017-05-24 關鍵詞: TI 毫米波 傳感器

  • 相比激光雷達,毫米波雷達或成自動駕駛的“新寵”?

    相比激光雷達,毫米波雷達或成自動駕駛的“新寵”?

    記得前段時間有給大家介紹過激光雷達,這只車頂上的“全家桶”,已經被吹成是自動駕駛時代的核心科技。激光雷達當然很贊,精度高,范圍廣,360°探測,不受雜波干擾,能夠掃描得到汽車周圍的3D環境模型,再配合實時得到的全局地圖,導航定位的精度就能大大提高。且不受光照的影響,大晚上遇到多放肆的遠光狗都不怕。似乎有了激光雷達,自動駕駛就是分分鐘的事。   但沒有什么是完美的,激光雷達容易受惡劣天氣影響,遇上雨雪大霧天氣就要跪。最關鍵的是,它貴啊!早期的機械式激光雷達,隨隨便便就要幾萬美元,即使有了新式的固態激光雷達,幾千美元也是跑不掉。包括Velodyne、Quanegy等最厲害的激光雷達企業,都還在想辦法去降低成本。所以,自動駕駛的“眼睛”不可能只有激光雷達,還需要其他裝備輔助。   另一種比較受歡迎的方案是毫米波雷達,特斯拉就在使用這種雷達。Autopilot 2.0的硬件里,除了8個攝像頭和12個超聲波傳感器,還有一個前向探測的毫米波雷達。事實上,這項技術目前在汽車上已經有廣泛應用,甚至早在上個世紀就出現在一些高檔車上。比如,好多人買車都喜歡選的ACC自適應巡航,車頭那一塊黑色探頭,就是毫米波雷達。以及部分高端車型配備的盲點監測、變道輔助、自動緊急制動等功能,都是借助毫米波雷達實現。   但不要搞錯,這個毫米波雷達,和一般的倒車雷達是兩回事。倒車雷達是發射機械波,毫米波雷達是發射電磁波。但原理是相似的,把電磁波發出去,再接收回波,根據收發之間的時間差測算目標的位置數據。毫米波的頻段比較特殊,其頻率高于無線電,低于可見光和紅外線,頻率大致范圍是10GHz—200GHz。目前最主流的頻段是24GHz和77GHz,24GHz探測距離較短,常用于盲點監測等功能,而自適應巡航一般用的是77GHz,因為波長更短,探測距離更遠,分辨率更高,抗干擾能力更強。現在大部分自動駕駛方案,用的就是77GHz的毫米波雷達。 相比起激光雷達,毫米波雷達的探測距離可以輕松超過200米,而激光雷達一般不到150米。在高速行駛的場景里,當然是毫米波雷達更適合。而且毫米波雷達穿透雨霧煙霾的能力更強,不怕遇到霧霾就失效。最重要的是,它便宜啊!比起動輒幾萬幾千美元的激光雷達,毫米波雷達一兩百美元就可以搞定,比攝像頭還要便宜。缺點就是精度不如激光雷達,只能探測到前方有個障礙,以及知道障礙物的距離、速度、方位,但不知道具體是個什么形狀的東西。   當然,毫米波雷達的技術也還在進步中,近年就有很多企業在研發最新的79GHz毫米波雷達。憑借成像技術,79GHz雷達可以獲取被測物體的圖像,彌補現有毫米波雷達技術在探測精度方面的不足。而由于77GHz雷達的技術,主要掌握在大陸、博世、德爾福等大企業手里,所以中國的科技企業對79GHz雷達最感興趣,又想彎道超車。   攝像頭?激光雷達?毫米波雷達?這其實不是一道單選題。最好的方案是,把這幾種技術結合使用。激光雷達精度高,能探測到障礙的形狀,但它不知道這到底是個什么鬼,所有就需要攝像頭。攝像頭最直觀,但它很受光照環境的影響,一個遠光燈就瞎了,而且會受視線遮擋,得不到3D立體的環境模型。毫米波雷達精度不高,但勝在成本低,還能24小時全時在線,不受天氣影響。自動駕駛這么高難度的事情,又怎能只靠一雙眼睛,當然是越多越好。

    時間:2017-07-21 關鍵詞: 毫米波 自動駕駛 導航定位 激光雷達

  • 自動駕駛法寶?Metawave研發毫米波雷達傳感器及天線

    據外媒報道,Metawave研發了一款雷達傳感器,其首席執行官Maha Achour認為,該款產品將有助于實現4級和5級自動駕駛。 主動式雷達天線 Metawave還創建了一款電動可控(electrically steerable)雷達天線系統,其名為WARLORD,其意為遠程目標物識別及探查用W頻段先進雷達(W-band Advanced RADAR for Long-Range Object Recognition and Detection)。 WARLORD可處理天線的數據,并向中央計算機發送目標探測及分類信息,從而極大地降低了運算復雜性。該裝置還能回傳信息,描述目標物速度及身份。 據估計,該產品量產后,其成本將降至500美元以下,因為該產品沒有小型零部件,其采用了傳統的金屬材料加工生產線。該產品制造設備的精度、容差都很高。 工作原理 WARLORD擁有一款定制版天線,采用定時材料,由定制化的集成電路進行操控。單饋點信號可通過定制化集成電路進行控制,從而提供電動轉向光束(electrically steerable beam pattern)。 該款主動式天線配置使得WARLORD可隨意改變波速圖(beam pattern),創建一個或多個波瓣(lobes)。該系統可同時追蹤多個目標物,也可以重點關注某個目標物。狹窄波束可追蹤遠距離的目標物,其雷達剖面角度較小。 目前尚無法預言未來的發展,但機械式激光雷達裝置似乎已逐漸受到車企的冷落。 Metawave若為旗下的雷達產品提供人工智能,后者只負責處理雷達數據并在一定程度上確定目標物的位置,300米處的探查精度大致為50%。公司利用傳感器融合技術,為車輛提供足夠的應對時間,避免車輛與自行車相撞。雷達負責提供大量的信息,但不會為車輛進行操控決策。 Metawave會提供原始數據來優化決策,并采用雙點云技術。公司用于強大的操作平臺,可無縫維持各類操控條件,提供最高程度的安全性預期。 該公司正在細化其毫米波雷達技術,未來數年內,公司將與一級供應商合作,或許未來會對固態激光雷達起到互補和支持作用。

    時間:2018-09-05 關鍵詞: 毫米波 雷達傳感器 自動駕駛 metawave

  • 基于ARM的毫米波天線自動對準平臺設計                          .

    基于ARM的毫米波天線自動對準平臺設計 .

    在毫米波中繼通信設備中,為提高對準精度,縮短對準時間,滿足快速反應的要求,并結合毫米波波瓣窄,方向性強的特點,創造性地提出了毫米波天線自動對準平臺系統的設計方案。在天線對準過程中,將復雜的的空間搜索轉換成兩個簡單的水平和垂直搜索,簡化了搜索控制算法。采用基于ARM 的32 位微處理器LPC2294 進行控制,用步進電機驅動平臺和毫米波設備轉動,實現毫米波通信設備的快速準確對準。毫米波中繼通信設備在國內還處于研發改進階段,所以該對準平臺系統具有極大的參考意義。毫米波作為一項尖端學科在中繼通信方面發揮著越來越重要的作用。但毫米波波瓣窄,方向性強,導致天線對準困難,存在對通時間長,甚至難以對準的問題,不能滿足快速反應的要求。因此,需要一種高效的毫米波天線自動對準裝置來提高天線架裝與對準速度,縮短天線架裝與對準時間,以適應快速準確通信的需要。本文從多任務處理和可靠性等角度出發,提出了一種基于ARM7 的32 位微處理器LPC2294 和實時多任務操作系統uC/ OS-Ⅱ步進電機控制平臺的方法,將毫米波通信設備架裝在平臺系統上,從而使毫米波通信設備通過平臺的轉動快速對準。1 系統工作原理在隨機狀態下,通信設備中兩個天線的軸線一般位于不同的平面內,故天線對準實際上是一個較復雜的空間搜索問題。從天線軸線在兩正交平面( 方位平面和俯仰平面) 內的投影可以看出,只要分別在方位面和俯仰面內調整即可將兩天線對準。這種調整方式將空間搜索轉換成兩個簡單的水平和垂直面搜索,可以簡化搜索控制算法。天線對準時,兩天線的方位指向誤差較大,而俯仰指向誤差不會太大。故可先實現方位對準,然后調整俯仰指向,實現兩個天線的完全對準。基于上述特點,將天線安裝在內框的俯仰平面上,如圖1 所示。實際使用時,通信設備通過平臺架裝在天線升降器上,最高可以距地面10 m,并可以根據需要升降。采用單軸步進式跟蹤方案,俯仰方向和水平方向的轉動共用一個電機,通過繼電器進行切換。根據平臺的轉動規律,在ARM 控制器中,編程實現間歇式發送脈沖,由電機驅動器放大脈沖,從而驅動步進電機,最后由機械裝置轉動平臺以及與其相連的通信設備,完成對毫米波通信設備間方向的搜索與對準。圖1 平臺結構示意圖2 系統硬件構成該平臺對準系統主要由平臺控制板、電機驅動器、步進電機、機械傳動裝置和相關傳感器( 羅盤和GPS)等組成。圖2 給出了步進電動機的片外連接硬件結構框圖。本文重點介紹其核心 ARM 控制部分。圖2 平臺控制板硬件結構框圖2. 1 ARM 處理器簡介ARM 的32 位體系結構被公認為業界領先的32 位嵌人式RISC 處理器結構。LPC2294 是飛利浦公司生產的32 位ARM7TDMI S 微處理器,具有低功耗、低價格、高性能的特點。2. 2 系統硬件結構設計平臺控制板的ARM 處理器采用LPC2294,其驅動電路由SGS 公司推出的L297 和L298 集成芯片組合而成,驅動電路原理圖如圖3 所示。平臺控制板還通過串口與磁羅盤和GPS 相連,用于采集所需的數據信息。顯示控制單元仍然采用ARM 芯片LPC2294,它同時與鍵盤和液晶顯示器相連,見圖2。鍵盤用來輸入己方和對方的坐標以及對平臺系統控制命令的輸入,液晶顯示屏可顯示站點坐標、電平信號強度和平臺工作狀態等,從而構造一個友好的人機交互界面。顯示控制單元通過50 m 的電纜與平臺系統相連,通過CAN 接口與平臺控制板通信,當用戶完成設置時通過CAN 接口將設置信息發送到平臺控制器,同時顯示控制單元還作為整套毫米波設備的基帶控制單元的處理中心。圖3 步進電機控制驅動器原理圖3 軟件設計由于系統功能復雜,為了增加程序功能,減少死機或者程序跑飛等情況,故考慮將uC/ OS-Ⅱ嵌人式實時多任務操作系統作為應用軟件平臺,把各個系統功能劃分為不同的任務。由操作系統來完成任務的調度以及任務之間的同步和通信,用中斷來處理實時性要求強的異步事件。3. 1 uC/ OS-Ⅱ的移植uC/ OS-Ⅱ是一種可移植、可固化、可裁剪及可剝奪的實時多任務內核( RTOS), 其絕大部分源碼是用ANSI 的C 語言編寫,可以方便地移植并支持多種類型的處理器。uC/ OS-Ⅱ的硬實時性以及低成本、易控制、小規模、高性能的特性,使其能滿足工業中小型控制對可靠性、實時性以及多任務處理的要求。編寫應用軟件首先要移植uC/ OS-Ⅱ,移植對處理器有一定的要求。本設計采用的LPC2294 處理器以及開發工具ADS 1. 2 完全滿足移植要求,可以進行移植。關于uC/ OS-Ⅱ移植的參考資料比較多,本文不再做詳細討論。3. 2 任務的劃分與優先級的確定uC/ OS-Ⅱ屬于搶占式實時操作系統,總是會使處于就緒狀態中優先級最高的任務運行。它不支持時間片輪轉調度,所以必須將系統功能合理分解為不同優先級的任務。任務的優先級由任務的重要性和實時性要求程度決定。劃分系統任務的時候,還要考慮到低優先級的任務能有機會得到運行,否則系統將難以正常工作。因此建立六個任務進行調度,任務之間的通信方式及流程如圖4 所示,分別如下:TaskMotorCt l:任務0,作為程序的主任務,實現初始化和電機控制功能;TaskCal:任務1,在電機轉動過程中實時計算轉動角度等相關參數;TaskPortScan:任務2,端口掃描任務,實現限位開關端口電平的監控功能;TaskU ART0Recv:任務3,串口0 磁羅盤數據的接收處理任務;TaskU ART 1Recv:任務4,串口1GPS 數據的接收處理任務;TaskCAN:任務5,CAN 接口數據收發處理。圖4 任務之間關系及通信方式運行時有兩種狀態:( 1) 靜止狀態首先系統啟動之后,進行初始化,然后等待磁羅盤接收信號有效,否則不能進入電機控制任務。在自動運行狀態,此時平臺處于靜止狀態,程序對接收到的串口數據進行計算處理后實時更新,并不停地向顯示控制單元匯報天線與目標指向的夾角大小。( 2) 運動狀態當有按鍵按下,顯示控制單元通過中斷的方式對其進行處理,然后通過CAN 總線向平臺控制板發送控制命令。平臺控制板根據控制命令確定轉動方向并在轉動過程中實時監測是否碰到限位開關。優先級的劃分如下:TaskPortScan 優先級最高,因為平臺的對準可能會順時針或者逆時針連續轉動,而限位開關能夠使平臺往某個方向的轉動累計不超過一圈,以免引起平臺內線的纏繞甚至扯斷。因此當平臺轉動碰到限位開關時,優先級最高,以實時響應斷電,并使平臺反轉,這里通過查詢方式來檢測是否碰到限位開關。然后就是任務TaskUART0Recv,在轉動過程中都需要實時用到航向和俯仰等角度信息,因此實時準確地接收到此類信息顯得非常重要。因為 TaskCAN 用于接收顯示控制單元的控制命令,排在任務TaskUART0Recv后面。角度計算任務的優先級排在任務TaskCAN 的后面,根據任務TaskU ART 0Recv 傳下來的角度原始數據以及其他相關信息,實時計算角度值,以確定平臺轉動的目標位置。雖然TaskMotorCtl 步進電機的控制任務重要,但是幾乎全天候運行,如果優先級較高,會占用很多資源,導致其他任務無法進行,所以將其優先級排在靠后。最后是 TaskUART1Recv 任務,因為一般本方位置在實際對準中不會變化,所以其經緯度數據只需接收一次,其優先級排在最后。3. 3 應用程序流程利用LPC2294 系列的帶操作系統的專用工程模板可大大減輕編程負擔。模板包括LPC2294 系列微控制器的啟動文件、頭文件、分散加載描述文件等,利用這些文件,應用程序的編寫就變得非常簡單。應用程序流程如圖5 所示。圖5 應用程序流程圖步進電機穩定工作時測得的控制脈沖信號波形如圖6 所示。圖6 示波器輸出波形4 結 語根據毫米波通信設備的特點,創造性地設計了一個以毫米波天線自動對準平臺系統為應用目標的基于ARM 微處理器LPC2294 的嵌入式實時控制系統。應用ARM 處理器豐富的片內外設和優越的性能提高了平臺系統的對準精度和響應時間,利用 uC/ OS-Ⅱ提高系統的安全性和可靠性,簡化多任務程序的設計。本自動對準平臺系統已經應用于毫米波通信設備的樣機對通通信中,進行了多次外場試驗驗證,系統運轉平穩,對準精度高,架設時間短,從而大大縮短了毫米波通信設備的對準時間,獲得用戶的好評。

    時間:2019-01-09 關鍵詞: 毫米波 天線 ARM 平臺 嵌入式處理器

  • VR設備延遲或解決!MIT團隊使用毫米波傳輸數據

    VR設備延遲或解決!MIT團隊使用毫米波傳輸數據

    或許你已經買了VR設備或體驗過VR設備,不過現在的VR設備還有各種線纜鏈接,缺少了那么點未來感!來自MIT的計算機科學和人工智能實驗室(CSAIL)帶來了名為MoVr的無線虛擬現實系統,并非使用WiFi或者藍牙來傳輸數據,MoVr團隊使用高頻毫米波無線電將數據從電腦上傳輸至頭顯,相比較傳統無線技術傳輸速度更快延遲更低。   延遲是制約VR無線解決方案發展的重要因素,而VR對于延遲又非常的敏感,傳輸高分辨率屏幕來營造沉浸感這就提出了很高的帶寬要求,MIT團隊認為高頻毫米波無線電技術來傳輸信號能夠滿足無線VR設備的需求。 不過目前這項技術同樣存在一些短板,因為使用毫米波技術的信號需要直線傳播,這樣當遇到障礙物的時候就會出現傳輸問題。MoVr已經著手解決這個問題,通過可編程的的鏡子來引導信號的傳播,最終能夠確保信號能夠傳輸至頭顯設備的接收器上。

    時間:2016-11-29 關鍵詞: 毫米波 vr 技術前沿

  • 美加州大學創建一種芯片發光器 創毫米波信號強度紀錄

    美加州大學創建一種芯片發光器 創毫米波信號強度紀錄

     美國加州大學歐文分校官網8日發布公告稱,該校研究人員創建了一種硅基微芯片發光器,其發射的G波段(110千兆赫到300千兆赫)毫米波信號創強度紀錄。這段頻率的光波更容易穿透人體等物體表面,提高醫學和安檢領域掃描和成像裝置的分辨率。這種芯片還將在5G無線通信領域展現關鍵應用。     實驗室測試表明,芯片發光器的能效打破了現有紀錄,比同類裝置高出一個數量級,同時具有較強的抗干擾能力。領導該研究的加州大學歐文分校電子工程和計算機科學教授帕亞姆·海德瑞,將在本周舉行的美國電氣和電子工程師協會(IEEE)固態電路國際會議上介紹這一最新研究成果。     這種芯片發光器在設計上有兩大創新:其一是將三種重要功能集成到一個裝置內,即收集多個放大器的能量、將信號調到預設頻率、發出可用于檢測或通訊的信號,舍棄了傳統發光裝置內低效級間系統,大大提高了能量輸出強度;其二是發光器內半導體芯片被設計成八角形,特有的空腔結構使其能發出圓極性信號,以微型自旋風形式呈現,這種形狀的光束能穿透固體并提供清晰度極高的詳細內部圖像。而現有大多數發光裝置只能產生線性極性信號,容易造成偏振而使信號減弱。 研究人員表示,新裝置將在生物醫學領域展示巨大潛力,用于從健康組織中分離腫塊,或對單個蛋白進行精準研究。另外,對于正在研發中的5G無線標準、虛擬設備以及各種儀器、建筑和其他基礎設施中的傳感器和天線等,這種毫米波技術都會發揮重要作用,比如將其用于無人駕駛汽車的智能處理系統和雷達裝置,可提高盲點檢測準確度,避免撞車事故。

    時間:2017-02-14 關鍵詞: 毫米波 芯片 技術前沿 發光器

  • 真假5G之爭還要持續多久

    真假5G之爭還要持續多久

    近期,高通發布了 5G 芯片,并且暗諷友商(華為)5G 不支持毫米波,不是真 5G,然后引發了一大波討論!   有的“專家”認為: 我國是不可能以毫米波基站為主的,理由有三個原因: 第一,毫米波基站抗干擾能力差; 第二,建毫米波基站,覆蓋范圍短,要建比 SUB—6 多幾倍的基站; 第三,中歐一樣,SUB—6 是民用,毫米波軍用,美國正相反。 從目前狀態來看,美國在 5G 毫米波的推進上速度是最快的,歐洲、日本、韓國以及中國預計明年普及毫米波。 毫米波頻段 有人說,5G 技術路線之爭,實質上是頻段之爭。目前全球采用兩種不同頻段部署 5G 網絡,分別是 30-300GHz 之間的頻段被稱為毫米波;另一種集中在 3GHz-4GHz 頻段的被稱為 Sub-6。美國運營商主要專注于 5G 毫米波部署。 有人認為,毫米波(mmWave)只能指 EHF 頻段,即頻率范圍是 30GHz——300GHz 的電磁波。 因為 30GHz 電磁波的波長是 10 毫米,300GHz 電磁波的波長是 1 毫米。24.25GHz 電磁波的波長是 12.37 毫米,可以叫它毫米波,也可以叫它厘米波。但是實際上,毫米波只是個約定俗成的名稱,沒有哪個組織對其有過嚴格的定義。有人認為,頻率范圍在 20GHz(波長 15 毫米)——300GHz 之間的電磁波都可以算毫米波。 在 3GPP 38.101 協議的規定中,5G NR 主要使用兩段頻率:FR1 頻段和 FR2 頻段。FR1 頻段的頻率范圍是 450MHz——6GHz,又叫 Sub 6GHz 頻段;FR2 頻段的頻率范圍是 24.25GHz——52.6GHz,也就是我們這里所說的毫米波(mmWave)。 毫米波 vs SUB-6 技術 首先,毫米波技術和 Sub-6 都是 3GPP 規定的 5G 標準,都是真 5G。Sub-6 其實也可以稱為厘米波,因為波長為厘米級,而毫米波則是指波長為毫米波。 兩者因為波長不同,所以無線電波的頻率不同,也因為頻率不同,所以特性不同,各有其適用性,均是 5G 里面的重要技術。 Sub-6 頻率低,所以傳播得更遠,這樣建設 5G 基站時成本低,站與站的距離可以隔得遠一些。而毫米波頻率高,傳播得近,站與站距離就近了,但毫米波有 Sub-6 比不了的優勢。那就是可以速率更快,帶寬更寬,能夠承載的連接更多,方向性好。 1、從帶寬來看,6GHz 頻段以下的 LTE 最大可用帶寬僅為 100MHz,這意味著數據速率至高只能滿足 1Gbps 的下行。但毫米波頻段移動應用最大帶寬達到了 400MHz,傳輸速率能夠達到 10Gbps 甚至更多,在以快為先的 5G 時代,這樣的帶寬表現才能滿足用戶的期待。 2、毫米波本身的頻譜資源也更為豐富。隨著 30 年的發展,30Ghz 之內的頻譜資源幾乎已經消耗殆盡,LTE 以及廣播電視網絡以及被運營商以及各個機構瓜分,要想從中開墾良田供給 5G 的難度會非常高。現如今幾乎全球的運營商正在面臨頻譜資源短缺的問題,LTE 與 5G 的沖突已經愈發明顯,因此此時未經開墾的毫米波就成了移動通信行業的“新大陸”,它仍有廣闊的空間留給運營商。 3、毫米波本身由于傳播距離比 6GHz 以下頻率更短,因此在整個傳播路徑下,它的定向性將會更具優勢,這使得毫米波信號間受到干擾的可能性將會變得更小,傳播的精度有所提高。另外,窄波束本身由于傳播距離短,它被遠距離截獲的可能性將變得更低,在通訊安全方面,也有著無可比擬的優勢。 4、毫米波曾經的技術“缺陷”現如今也能成為優勢。要知道頻段越高,對于接收天線的尺寸要求就會越低。這意味對于支持毫米波的終端而言,機身內部的接收天線可以做得比以往更小,而對于沒有尺寸限制的終端,也可以在原先的技術上容納更多的高頻段天線,從而獲得更好的接受效果。 但是,谷歌的測試結果顯示,采用毫米波部署的 5G 網絡,100Mbps 速率的可以覆蓋 11.6%的人口,在 1Gbps 的速率下可以覆蓋 3.9%的人口;而采用 Sub-6 頻段的 5G 網絡,100Mbps 速率的網絡可以覆蓋 57.4%的人口,在 1Gbps 的速率下可以覆蓋 21.2%的人口。 高通毫米波 關于毫米波,最大的反對聲音在于,高頻信號傳輸距離較短并且容易被物體影響,因此需要使用大量的小型基站來提升信號的覆蓋。而這對于大多數運營商而言是不可取的,因為這會帶來可預見的成本問題,部署更多基站意味著移動運營商需要更多時間和投入才能收回成本。 但高通卻不這么認為,在它看來毫米波技術本身的高覆蓋會幫助運營商進一步降低成本,事實上早在 2017 年,高通就已經通過仿真實驗證明了毫米波在現代化城市環境中大規模覆蓋的可行性。實驗中的舊金山在 10 平方公里區域內實現了 65%下行連接覆蓋,由于基站本身與 LTE 基站共同部署,它在密集區市區的覆蓋率甚至高達 80%。同時,由于 28GHz 的高頻段提供了更多的帶寬使用,因此它為 6GHz 以下的 LTE 網絡節省了大量的頻譜資源,從而智能手機以及設備在室內環境將會獲得更好的網絡狀況。 同時,毫米波的推動也發生在終端上,高通目前已經發布多個智能手機可用的小型化 5G 新空口射頻模組,它們除了支持 6GHz 以外,同樣還能提供對于毫米波的支持,最新發布的高通驍龍 765、765G 以及旗艦 865 三款雙模 5G 芯片不僅支持 SUB-6,更支持毫米波,這方面,高通確實后來居上,走在了前面。 華為 5G vs 高通 5G 華為 5G 先于高通 5G 發布,當時華為 5G 不僅支持 NSA,還支持 SA,但是不支持毫米波(沒有提及此),于是,華為暗諷友商(高通)不是真 5G; 而剛剛高通發布 5G 基帶芯片 865,765,765G,不僅都支持了 NSA 和 SA,而且還支持毫米波,于是,高通暗諷友商(華為)不是真 5G。 至此,看官們應該都明白了,其實,這都是營銷!把自己的優點說得更優一點,把對手的缺點說得更缺一點!這是典型的營銷競爭。 營銷之戰 說是營銷之戰,有人不信,說中美兩國頻段都不一樣,那我們來看看下面的消息: 中國 5G 毫米波進程: 從 2019.11 初召開的 5G 創新發展高峰論壇上獲悉,我國正在分階段推進 5G 毫米波技術試驗工作計劃。 按照 IMT-2020(5G)推進組(下稱“推進組”)提供的進度表顯示,2019 年 8 月 -2019 年 12 月,開始驗證 5G 毫米波關鍵技術和系統特性;2020 年,計劃驗證毫米波基站和終端的功能、性能和互操作,開展高低頻協同組網驗證;到 2020-2021 年,將計劃開展典型場景驗證。推進組指出,進行關鍵技術測試,是為了研究驗證 5G 毫米波技術和主要特性,從而指導 5G 毫米波基站、核心器件和終端的研發。目前階段,除華為的系統和芯片廠商外,參與 5G 毫米波測試的還有愛立信、中國信科、諾基亞貝爾、中興系統廠商,以及芯片公司高通。 據悉,目前華為、中興和諾基亞貝爾均已完成了 5G 毫米波關鍵技術測試的功能、射頻和外場性能,有力支撐了我國的毫米波規劃工作,后續上述廠商將進一步完善和優化毫米波設備的性能指標。 美國 5G SUB-6 進程 美國的 SUB-6 頻段被政府掌握和占用,清理需要 3-5 年時間,單美國也不是置之不理,也在積極進行了 SUB-6 頻段的清理工作了,為了 5G 通信的發展與競爭,甚至為了未來 6G 的鋪路,相信美國也可能快速推進 SUB-6 頻段的清理。 毫米波也好,SUB-6 也好,對于運營商來說,重要的是投入產出比,對于消費者來說,哪個好用用哪個,而目前 5G 還沒進入大規模商用,大家都是打打嘴仗,用不著爭個頭破血流,技術有國界,科學有無國界(爭論中)?在全球化的今天,中國絕不是封閉的,好的東西自然可以拿來吸收,消化,并轉化為自己的優勢。我們相信,到 2020 年 5G 真正進入有規模的商用之際,華為也會支持毫米波了,那時,大家的技術都差不多,什么 SA,NSA,SUB-6,毫米波全都支持,就再也不用什么之爭了,然后就去 PK 跑分吧。

    時間:2019-12-17 關鍵詞: 毫米波 sa 5G nsa 行業資訊

  • 5G手機設計更從容 高通更小型5G毫米波模組已經出樣

    5G在2019年就要到來,5G手機的推出已經勢在必行。在日前舉行的2018高通4G/5G峰會上,高通宣布推出面向手機和其他移動終端的QTM052毫米波天線模組系列的更小型新產品,比之7月發布的首批產品體積降低25%,這讓手機廠商在設計5G手機的外觀時可以更加從容靈活。可以說,目前5G手機的技術障礙已經清除,也標志著原生5G手機的面世已經進入最后階段。 今年7月份,高通發布了全球首款面向智能手機和其他移動終端的全集成5G新空口(5G NR)毫米波及6GHz以下射頻模組,可以與驍龍X50調制解調器協同工作,顯著改善毫米波信號的覆蓋范圍及可靠性。為了進一步滿足市場訴求,此次高通最新推出的毫米波天線模組,比2018年7月發布的首批QTM052毫米波天線模組縮小25%,旨在滿足計劃在2019年推出5G手機和移動終端的制造商對于終端尺寸的嚴苛要求。這一里程碑式的創新也穩固了高通在5G商用路途上的搶先位置。畢竟對于消費者的期待來說,希望用一部手機就可以實現5G連接,而不是再外掛一個大殼子。 QTM052毫米波天線模組可與高通驍龍X50 5G調制解調器搭配,以克服毫米波帶來的挑戰。這一設計采用了相控天線陣列設計,支持極緊湊的封裝尺寸,一部智能手機可集成多達4個模組,這對5G手機非常重要。該設計還支持先進的波束成形、波束導向和波束追蹤技術,以顯著改善毫米波信號的覆蓋范圍及可靠性。此外,該系統包括集成式5G新空口無線電收發器、電源管理IC、射頻前端組件和相控天線陣列,并可在26.5-29.5GHz(n257)以及完整的27.5-28.35GHz(n261)和37-40GHz(n260)毫米波頻段上支持高達800MHz的帶寬。 高通總裁克里斯蒂安諾·阿蒙表示,高通致力于讓手機廠商在打造5G手機的外形方案時,擁有更廣闊的想象空間和設計自由,而這正通過在5G新空口毫米波模組小型化方面的突破性創新得以實現。 在高通的技術創新之下,5G行業的革新即將來臨。目前,新推出的更小型的QTM052毫米波天線模組系列已經向高通的客戶出樣,并預計首批5G手機將于2019年初面市。包括OPPO、vivo、小米在內的近20家手機廠商會選擇高通的5G方案,使用X50調制解調器開發自己的5G手機。

    時間:2018-10-25 關鍵詞: 高通 毫米波 5G

  • 貿澤開售工業用Texas Instruments IWR1843毫米波傳感器

    貿澤開售工業用Texas Instruments IWR1843毫米波傳感器

    2020年2月26日 – 專注于引入新品并提供海量庫存的電子元器件分銷商貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起開始供應Texas Instruments (TI) 的IWR1843工業雷達傳感器。IWR1843超寬帶TI毫米波 (mmWave) 傳感器采用TI的低功耗45-nm RFCMOS制程,外型尺寸極為小巧,并擁有出眾的集成度, 適用于大樓和工廠自動化、智能機器人、材料處理、交通監控和人員檢測/計數等工業系統中低功耗、可自我監控且具有超高準確度的雷達系統。 貿澤供應的TI IWR1843是一款集成式單芯片的調頻連續波 (FMCW) 雷達傳感器,可在76至81 GHz毫米波頻譜之間作業。由于采用TI的RFCMOS制程,實現了單片系統,其中結合了三個發射 (TX) 和四個接收 (RX) 通道,以及內置鎖相環 (PLL) 和模數轉換器 (ADC)。此款傳感器集成了數字信號處理器 (DSP) 子系統,基于TI的高性能C674x DSP,用于雷達信號的處理。另外此傳感器還內置有自我測試 (BIST) 處理器子系統,負責無線電的配置、控制與校正,而板載的用戶可編程Arm® Cortex®-R4F處理器,負責執行對象追蹤與分類、AUTOSAR及接口控制。 貿澤還將供應TI IWR1843 BoosterPack,這是一款簡單易用的評估板,可直接連接TI的LaunchPad開發套件。BoosterPack內含為片上C67x DSP核心及低功耗Arm Cortex-R4F控制器開發適用軟件所需的一切,包括用于編程和調試的板載仿真功能,以及按鈕和LED燈,可快速集成簡易的用戶界面。 作為TI授權分銷商,貿澤電子供應豐富多樣的Texas Instruments半導體解決方案,并且不斷上新。貿澤致力于快速引入新產品與新技術,幫助客戶設計出先進產品,并使客戶產品更快走向市場。超過800家半導體和電子元器件生產商通過貿澤將自己的產品銷往全球市場。貿澤只為客戶提供通過全面認證的原廠產品,并提供全方位的制造商可追溯性。

    時間:2020-02-26 關鍵詞: 毫米波 傳感器 fmcw

  • 新進展!紫光展銳完成5G毫米波終端AiP方案的設計與驗證

    新進展!紫光展銳完成5G毫米波終端AiP方案的設計與驗證

    3月3日,移動通信及物聯網核心芯片供應商紫光展銳宣布,基于AiP(天線芯片一體化封裝,Antennas in Package)的5G毫米波終端原型已經完成關鍵的技術和業務數據測試。這次測試驗證的成功,標志著紫光展銳推動5G毫米波產業走向成熟又邁進了一大步! 據悉,毫米波作為5G技術的重要組成部分,在提供高通信速率、短時延方面具有更大的技術優勢,在室內外熱點覆蓋、FWA、回傳、工業互聯等方面擁有廣泛的應用場景。而AiP是5G毫米波終端的核心模塊,此次紫光展銳AiP方案實現了相控陣天線與射頻前端器件的高度集成,不僅可以支持N257、N258和N261等多個毫米波頻段,而且設計更加緊湊,天線的體積更加小型化,工藝成本更加低廉。根據各項OTA(Over-the-Air )測試結果顯示,紫光展銳AiP方案具有高性能EVM、高天線增益、高精度波束賦形、寬波束覆蓋角度等優勢,充分展現了紫光展銳始終堅持技術創新,以及為用戶帶來更好體驗的服務理念。 作為國內領先的集成電路設計企業,紫光展銳致力5G長遠發展、深入挖掘5G潛力,基于5G核心技術,打造了一系列緊貼市場和產業需求的創新技術和產品,推動5G在更廣范圍、更多領域的應用。未來,紫光展銳將不斷推進毫米波產業發展和試驗驗證,共推毫米波終端產業成熟,攜手合作伙伴探索毫米波終端應用場景下的最佳方案,加速毫米波終端芯片技術和產業鏈成熟。

    時間:2020-03-04 關鍵詞: 毫米波 5G 紫光展銳

  • 瑞薩電子推出業界高性能寬帶毫米波合成器

    瑞薩電子推出業界高性能寬帶毫米波合成器

    2020 年 3 月 11 日,日本東京訊 - 全球領先的半導體解決方案供應商瑞薩電子株式會社今日宣布推出下一代寬帶毫米波合成器,具備業界高性能,并擁有針對5G與寬帶無線應用進行了優化的獨特功能。旗艦產品8V97003是用于毫米波與波束成形的本地振蕩器(LO),以及高速數據轉換器精確參考時鐘的理想之選,適合多種應用,如測試與測量、光網絡及數據采集等。 瑞薩電子物聯網和基礎設施事業部時鐘產品部副總裁Bobby Matinpour 表示:“我們為最新一代高性能毫米波通信設備開發了全新的8V97003,以確保滿足客戶在頻率范圍、相位噪聲和輸出功率等方面最嚴苛的要求。8V97003在單芯片架構的同類產品中具有一流性能,特別適合載波頻率6GHz以上的新興應用,包括無線寬帶、微波回傳及5G通信。” 8V97003在寬頻率范圍(171.875 MHz至18 GHz)、超低輸出相位噪聲(6GHz載波 20 kHz~100 MHz積分區域達到 -60.6dBc)和高輸出功率的整個頻率范圍內,提供了業界最佳組合。寬頻率范圍幫助用戶可以采用單個8V97003替代多個合成器模塊,從而減少解決方案的占板面積和成本。高輸出功率消除了對外部驅動器的需求,從而進一步降低復雜性和總體功耗,同時做到不影響性能。超低輸出相位噪聲可實現出色的系統級信噪比(SNR)和矢量幅度誤差(EVM),使其成為5G及其它無線應用的絕佳選擇。作為高速數據轉換器的參考時鐘,8V97003通過改善SNR和無雜散動態范圍(SFDR)來最大化系統性能。 供貨信息 8V97003現已量產,規格為7mm x 7mm、48引腳VFQFPN封裝。

    時間:2020-03-11 關鍵詞: 毫米波 合成器 5G

  • Xperia Pro,支持Sub-6GHz與毫米波

    Xperia Pro,支持Sub-6GHz與毫米波

    本文將對Xperia Pro的最新消息予以介紹,如果你想對它的具體情況一探究竟,或者想要增進對它的了解,不妨請看以下內容哦。 據悉,Xperia Pro面向專業影像創作者,它以Xperia 1 Ⅱ為架構開發,同時支持Sub-6GHz與mmWave(毫米波)。 官方介紹,索尼為Xperia Pro特別開發了四向天線技術,在通訊穩定度要求更高的5G毫米波段上,可提供360度全方向通訊接收傳送的效能,搭載獨家研發的散熱技術,能準確提供長時間的高畫質影像傳輸。 目前官方尚未公布Xperia Pro的具體規格,但由于是以Xperia 1 Ⅱ為基礎開發而來,預計會搭載高通驍龍865旗艦平臺。 以上便是小編此次帶來的全部內容,十分感謝大家的耐心閱讀,想要了解更多相關內容,或者更多精彩內容,請一定關注我們網站哦。

    時間:2020-03-17 關鍵詞: 毫米波 xperia sub-6ghz

  • MVG發布StarWave 為5G毫米波OTA測試提供了全新方案

    MVG發布StarWave 為5G毫米波OTA測試提供了全新方案

    引領創新天線測試技術的系統生產廠商——法國Microwave Vision Group (以下簡稱MVG) 近日宣布推出用于5G毫米波OTA測試的全新解決方案 -- StarWave。StarWave結合了智能機械定位器和平面波發生器,可在緊湊的系統中創建精確、直接的遠場條件,同時能測試多個不同的頻段,從而提升測試效率并優化5G設備的上市時間。 全球范圍內,5G商用化的進程不斷加速,中國也拉開了5G網絡新型基礎設施建設的大幕。實現全球5G愿景很大程度上取決于能否提供有效且強大的無線連接,因此任何5G設備的天線測試都需得到優化。全系統性能測試,尤其是天線測試的準確評估和分析,在提供實現革命性5G應用所需的無線連接上扮演著非常重要的角色。 5G設備需要OTA測試方法,但在測試最新天線技術時在近場和遠場都帶來了許多挑戰,如動態可轉向波束以及向大規模MIMO基站收發臺的演進,寬帶寬和毫米波頻率,毫米波全向天線OTA測試,及對用戶正穿戴和/或操作的設備進行實時端到端測試。目前市場上沒有解決方案能夠為毫米波設備提供精準的遠場OTA測試條件,或提供實時端到端測試。 為滿足5G設備OTA測試不斷演變的需求,StarWave應勢而生。作為市場上最緊湊的解決方案,StarWave可對5G設備進行靈活、準確和高效的測試。它由一個或幾個(最多七個)以90度角被固定在一個垂直并轉動的圓盤上的平面波發生器組成。圓盤前側有一個安裝在方位角定位器上的電磁透明桅桿,用于支撐和轉動測試中的設備。取決于設備的情況,桅桿和測試中設備之間所使用的界面有可能放入一把椅子,持有設備的人可以坐在椅子上。 StarWave圍繞被測設備或天線轉動這些平面波發生器,進行仰角平面測量。測試中設備 / 天線可以在桅桿上旋轉方位角,進行方位角平面測量。平面波發生器和測試中設備的這種組合運動可以在測試中設備周圍的完整球體上以最小的截斷面積進行測量。此配置提高了OTA測試的速度和準確性。這種設置還允許對用戶正穿戴和/或操作的設備進行實時端到端測試,無論該用戶是站著還是坐著。 經過專門設計的平面波發生器由數百種單元組成,可以在其輻射表面前以與StarWave半徑相對應的距離創建一個靜區。靜區的直徑是根據平面波發生器的一組參數給出的。平面波發生器可測量寬帶信號,并且是雙極化的,可以快速、準確地測量天線性能標準。 MVG 首席技術官Per Iversen表示:“5G時代有望帶來革命性的數據速率和延遲改進,并大大提高網絡容量,顯著降低網絡運營商的運營和基礎架構成本。但是,這種發展是不斷演進、日新月異的,要實現并滿足此類發展的需求,就需要徹底改變5G設備設計、開發和測試的方式。StarWave解決方案是用于5G毫米波OTA測試的完美之選,它也可以通過擴展適配不同的設備,精準測試所有5G頻段,無需多個測試解決方案。StarWave的推出也是我們致力為客戶提供更好產品和服務,塑造5G毫米波OTA測試的未來以助力5G發展的又一例證。”

    時間:2020-03-20 關鍵詞: 毫米波 5G ota

  • 你知道哪些毫米波雷達方案?毫米波收發機芯片實現介紹

    你知道哪些毫米波雷達方案?毫米波收發機芯片實現介紹

    如果你對毫米波技術或者毫米波應用感興趣,那本文無疑是一大福利。本文對于毫米波的介紹,將基于兩大方面:1.介紹兩大24GHz汽車毫米波雷達芯片方案,2.講解如何實現毫米波收發機芯片,一起來了解下吧。 一、24GHz汽車毫米波雷達芯片方案 毫米波雷達指工作在毫米波波段的雷達。采用雷達向周圍發射無線電,通過測定和分析反射波以計算障礙物的距離、方向和大小。典型應用有汽車防撞雷達、直升機防控雷達和精密跟蹤雷達等,目前最新的汽車毫米波雷達可以識別出車和行人。 1.汽車毫米波雷達芯片方案 以下介紹一種基于UMS公司推出的24GHz集成收發芯片的汽車毫米波雷達方案。 24GHz汽車毫米波雷達方案主要由24GHz射頻收發芯片、控制單元和CAN總線接口組成,其中24GHz射頻收發芯片實現毫米波信號的生成、發射和接收,控制單元利用算法實現測距和測速的功能,CAN總線接口負責和汽車其他部件通信,以下是24GHz汽車毫米波雷達的基本框圖: 圖1:24GHz汽車毫米波雷達的基本框圖 基于該解決方案,可以實現盲點檢測(BSD)、車道改變輔助(LCA)/偏離預警(LDW)、自適應巡航控制(ACC)等汽車防撞雷達的應用。此外,也可以實現智能交通類測速測距、安防、工業控制等領域的測距、測速雷達的應用。 該解決方案的核心器件是UMS公司推出的業內唯一采用砷化鎵工藝的24GHz集成收發芯片CHC2442,以下是該器件的主要性能: ? 發射功率13.5dBm ? 發射增益控制范圍12dB ? 接收增益37dB ? 接收增益控制范圍24dB ? 噪聲系數11dB(中頻大于100KHz,射頻增益最大) ? 輸入1dB壓縮點-16dBm ? VCO相噪 -90dBc/[email protected] ? 溫度范圍-40℃到125℃ ? 工作電壓3.3V ? 封裝QFN4*5,滿足RoHS標準 UMS推出的24GHz雷達收發芯片以汽車級的工作溫度范圍、更大的發射功率,優良的VCO輸出相噪等優勢成為24GHz汽車毫米波雷達方案的最佳選擇。 2.24G微波頻率VCO方案 針對24GHz汽車毫米波雷達系統,UMS推出了適用于分立系統的壓控振蕩器(VCO)產品CHV2421-QDG。該器件是一款GaAs InGaP異質結雙極性晶體管(HBT)MMIC VCO,CHV2421-QDG內部集成了諧振器、負電阻器件、變容二極管和預分頻器。 以下是CHV2421-QDG的功能框圖,從圖中可以看出該VCO可以產生兩路分頻輸出高達15dBm的24GHz微波頻率。 圖2: CHV2421功能框圖 CHV2421的產品特性: ? 頻率范圍24-24.5GHz ? 典型輸出功率15dBm ? 輸出動態范圍13dB ? 相位噪聲-90dBc/Hz ? 非諧振發射雜波抑制度80dBc ? 預分頻發射雜波抑制度55dBc ? 工作電壓5V ? 工作溫度-40℃~105℃ ? 調諧電壓0.5-5.5V ? 預分頻輸出功率0dBm ? 24L-QFN封裝無鉛焊接 ? 滿足MSL1標準 二、毫米波收發機芯片如何實現 商用的毫米波收發機芯片會使用CMOS工藝,這一方面為了能夠和數字模塊集成,另一方面為了節省成本。毫米波收發機芯片的結構和傳統頻段收發機很相似,但是毫米波收發機有著獨特的設計挑戰。 其一是如何控制功耗。毫米波收發機要求CMOS器件能工作在毫米波頻段,所以要求CMOS器件對信號的靈敏度很高。 另一個毫米波芯片必須考慮的問題是傳輸線效應。 我們可以把電路中的導線類比成繩子,而把電路中的信號源類比為對繩施力的人。當信號變化的頻率很慢的時候,就近似地等于靜力分析,此時導線上每一點的信號都近似地等于信號源的信號。當信號變化很快時,由于信號的波長接近或小于導線的長度,我們必須仔細考慮導線上每一點的情況,而且導線的性質(特征阻抗)會極大地影響信號的傳播。 這種效應在電磁學中被稱為“傳輸線效應”,在設計毫米波芯片時必須仔細考慮傳輸線效應才能確保芯片正常工作。 不過,盡管設計充滿挑戰,毫米波芯片大規模商用化目前已現曙光。 以上便是此次小編帶來的“毫米波”相關內容,希望大家對本文介紹的內容具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將于后期帶來更多精彩內容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!

    時間:2020-03-20 關鍵詞: 毫米波 毫米波雷達 指數 收發機芯片

  • 毫米波技術應用,毫米波傳感器組建集成單芯片

    毫米波技術應用,毫米波傳感器組建集成單芯片

    毫米波技術異常火熱,眾多產品中均已采用毫米波。對于毫米波,小編已做諸多講解。而在本文中,將介紹毫米波傳感器組建集成單芯片。如果你對毫米波技術的應用存在一定興趣,不妨繼續往下閱讀。 從定位和鄰近度測量,到確定液面位置和光照強度,傳感器解決方案為我們提供了一個感測、數字化表達和處理周圍世界的途徑。特定的應用問題已經催生出大量不同的傳感器技術,使得系統能夠在各種各樣的條件下,以不同的精度等級來感測周圍情況。隨著近期智能基礎設施的興建,工廠內的工業4.0 (Industry 4.0)、樓宇自動化產品,以及自動駕駛無人機等更新型應用的興起,開發人員正期待傳感器能夠將系統性能和效率提升到全新水平。 設備上配備的毫米波 (mmWave) 雷達技術專門用來在短距離 (5cm) 到長距離(150m以上)范圍內實現探測功能,這項技術本身可以探測快速運動物體(速度高達300kph)的范圍、速率和運動角度,而它的精度不受周圍光照、下霧、降雨和灰塵的影響。圖1是范圍、速率和運動角度信息的可視化示例。 毫米波傳感器技術在汽車領域非常成功,不過設計人員目前正在解決這項技術擴展至其它市場時所面臨的挑戰,比如說樓宇和工廠自動化應用領域。所遇到的問題是,此前的雷達系統都是分立式設計,導致了復雜的硬件設計和軟件開發,提高了準入門檻。 圖1:一個停車場內來自毫米波傳感器的范圍、速率和角度信息:藍色背景圖表是范圍/速率熱圖(在這幅圖中,你可以識別出移動/靜止的物體和它們的速率);綠色背景圖表是范圍/角度可視化圖;彩色方框標出了場景和圖表內移動和靜止的車輛及行人 圖2顯示的是一個分立式毫米波雷達系統。一個雷達信號處理鏈需要多個集成電路 (IC) 組件,其中包括一個射頻 (RF) 前端和一個數字處理后端。設計分立式雷達系統需要給予特別的關注,并且要考慮多個注意事項,以解決在一塊印刷電路板 (PCB) 上發送高速雷達數據的問題,諸如微控制器單元 (MCU) 等的中央控制器必須將控制信號按照一定路線發送給這些獨立組件。這些系統對于外部電磁干擾 (EMI) 非常敏感,這使它們很難針對特定的“嘈雜”環境和挑戰性更高的室外環境進行設計 。 分立式雷達系統也對軟件設計人員提出了挑戰。主機MCU的配置和控制信號需要發送至每個RF和數字處理組件,以確保系統能夠針對不斷變化的環境條件和應用需求最優地控制每個組件,而這需要大量的軟件設計和開發策略。 圖2:分立式毫米波雷達系統示例。每個彩色方框代表射頻前端或數字處理后端內的一個獨立IC或一組IC 如圖3所示,TI的單芯片IWR1x 毫米波傳感器產品組合將毫米波雷達射頻技術與強大的ARM? MCU和TI數字信號處理 (DSP) 集成在一起,實現了簡單的單芯片解決方案,降低了毫米波感測的準入門檻。借助TI的單芯片10mmx10mm IWR1x傳感器,你不用再去處理分立式前端、模數轉換器和處理器件之間的復雜高速數據和通信走線,也不用處理額外尺寸、功率和支持它們的相關物料清單成本。這個集成度還簡化了軟件設計過程,從而極大簡化了器件配置、監控和校準。 圖3:TI的IWR1x 毫米波傳感器將單芯片毫米波感測所必需的全部組件集成在一起,以簡化硬件和軟件設計。 毫米波對應用的影響 液位感測是工廠內倉儲和測量不同化學品的一個重要部分。由于這些化學品具有腐蝕性或毒性,必須在非直接接觸的情況下測量剩余的液體體積。mmWave感測提供高精度測量值,并且在灰塵、煙霧或極端溫度等環境條件下具有穩健耐用性。IWR1x 射頻前端是高度線性的,其超寬(連續4GHz,5GHz拼接)帶寬可以在深度1m至80m的液罐內實現極精確的亞毫米測量值。針對77GHz級發射器參考設計的功率優化設計給出了如何優化在4-20mA功率受限系統內運行的IWR1443。 交通監控基礎設施的目的在于,通過掌握與車輛和行人有關的特定信息和遙感數據,對路口的情況做出及時應對,并且搜集交通統計數據,以提高運輸效率。毫米波傳感器可以實現對車輛位置和速率的測量,并且能夠探測速率高達300kph、距離在150m和更遠范圍以外的物體。 無人機已被廣泛采用,從愛好者的飛行競技,到大量行業內的商業用途,比如包裹投遞和林業領域應用。為了實現安全性、提高平臺的生產力,設計人員面臨諸多挑戰,包括使無人機能夠探測障礙,并且在最危險的飛行情況下為操作人員提供輔助。無人機要求高速物體探測功能,并且能夠在100m距離內跟蹤大小為數厘米的物體,比如當無人機接近地面或在物體周圍運行時。由于無人機是由電池供電運行的,為了延長飛行時間和提高有效負載,解決方案應尺寸小巧、重量輕。 目前提供的IWR1443BOOST和IWR1642BOOST評估模塊可以輕松評估毫米波雷達技術,并且顯示如何在多種工業感測應用中使用范圍、速率和角度數據。通過使用具有TI提供的mmWave軟件開發套件 (SDK) 的評估模塊,你可以運行現成可用的演示程序,或者在幾分鐘內為你的開發定制示例代碼。同時提供的還有示例源代碼,展示了TI高精度毫米波感測和處理的更多使用情況, 比如水體與地面之間的分類,以及心率和呼吸頻率的非接觸式測量。 以上便是此次小編帶來的“毫米波”相關內容,希望大家對本文介紹的內容具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將于后期帶來更多精彩內容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!

    時間:2020-03-20 關鍵詞: 毫米波 芯片 傳感器 指數

  • 毫米波線性調頻系統介紹,毫米波在醫學界的應用分析

    毫米波線性調頻系統介紹,毫米波在醫學界的應用分析

    毫米波技術目前正處于鼎盛時期,對于毫米波技術的原理,想必大家已有所了解。本文對于毫米波的介紹將基于兩大方面,1.介紹毫米波線性調頻測距系統,2.講解毫米波技術在醫療界的應用。如果你對本文即將探討的兩大內容存在興趣,不妨繼續往下閱讀哦。 一、毫米波線性調頻測距實驗系統 探測制導與信息對抗是兩個具有國防特色的本科專業,如何結合學校專業優勢和學科特色培養學生的理論基礎和專業實踐有機結合的綜合能力是廣大教育者一直追求的目標。在下面的內容中,小編將介紹毫米波線性調頻測距實驗系統,以幫助大家連接理論學習和實際運用之間的差距。不論是在校學生,還是初學毫米波技術的朋友,都可以一起共同來探討下這個實驗系統。 線性調頻是毫米波雷達探測基本體制之一,對于初學者如何理解探測距離、差頻信號以及調制信號之間的關系對于理解線性調頻探測原理、系統參數設計以及探測系統實現等至關重要。 針對上述研究內容并結合探測制導和雷達等國防特色專業教學內容的需求,設計了毫米波線性調頻測距實驗系統,旨在通過本系統實驗直觀地驗證課堂教學內容,促進學生對雷達探測、線性調頻測距以及線性調頻雷達參數設計和系統實現等相關內容的深入理解和掌握。 系統主要由毫米波線性調頻雷達、角散射器、小車等自制儀器和信號源、示波器等通用儀器組成,如圖1所示。 毫米波線性調頻雷達工作在ka波段,包括天線、TR組件、信號處理等模塊,可以實現目標距離的精確探測;角散射器模擬被測目標,角散射器裝在小車滑軌上可完成運動目標的模擬。通過示波器可以監測雷達獲取的差頻信號隨著距離的變化而變化,同時可以改變調頻雷達VCO調制信號的波形以及頻率來觀察回波差頻信號的變化,并同理論計算所得差頻信號和距離進行比較。通過上述模塊的有效組合,可以完成目標散射特性模擬(角散射器)、線性調頻雷達目標探測、線性調頻測距信號處理以及線性調頻雷達參數設計等實驗。 本系統由實際科研成果轉換過來,在兼顧專業課程教學內容的同時,具有毫米波雷達技術的前沿性。系統操作簡單,靈活,通過不同的組合設計,可完成多個原理和教學內容的實驗驗證和演示。 二、毫米波輻射的醫療應用 以色列科研人員發現用毫米波照射癌細胞將阻止其再生,而又不破壞細胞本身,這一發現為治癌放射療法提供了新途徑。在特拉維夫剛剛結束的第三屆國際IEEE微波、通訊、天線和電子系統會議上,來自以色列阿里埃勒大學的科研人員宣布了他們的這一發現,并稱其研究已得到歐洲有關機構的資助。 阿里埃勒大學的亞哈羅姆教授表示,他們用毫米波照射肺癌細胞,發現癌細胞失去了再生能力,而健康細胞并不受影響,“這對治癌放射療法無疑是巨大的喜訊,雖然其中的奧秘還有待進一步揭示”。 亞哈羅姆教授介紹說,人類治癌所用的輻射為電離輻射,它既能殺死癌細胞也會破壞其它的細胞,“我們選擇的是非電離的毫米波輻射,它只破壞細胞的某些功能而不是細胞本身”。毫米波不同于可見光和微波,其生成有一定難度,但隨著科技的進步,其難度正在降低。作為該大學自由電子激光實驗室用戶中心的主任,亞哈羅姆教授和其他人一起用特殊的磁結構和加速電子的方法獲得了這種毫米波,這種毫米波不同于此前俄羅斯等國開發的用于安檢探測的輻射源。 毫米波治癌尚屬首創,還需要進行必要的檢查,以色列和丹麥大學的科研團隊得到了丹麥伊娃亨利基金會的資助,正在對毫米波治癌開展進一步實驗和研究。 以上便是此次小編帶來的“毫米波”相關內容,希望大家對本文介紹的內容具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將于后期帶來更多精彩內容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!

    時間:2020-03-20 關鍵詞: 毫米波 毫米波雷達 指數 線性調頻系統

  • 毫米波是支撐和保障5G應用長期發展的“新大陸”?

    毫米波是支撐和保障5G應用長期發展的“新大陸”?

    3月20日,根據3GPP的協議規定,5G NR主要使用兩段頻率:FR1頻段和FR2頻段。其中,FR1頻段的頻率范圍是450MHz-6GHz,又稱Sub-6GHz頻段;FR2頻段的頻率范圍是24.25GHz-52.6GHz,即毫米波。毫米波可以大大提高5G網絡的容量和時延能力。 有論調指出,美國之所以在5G競賽中裹足難行,就是毫米波惹得禍,中國一定要深耕中低頻,但也有觀點認為,在頻譜資源緊張的地區,毫米波是支撐和保障5G應用長期發展的“新大陸”。 認識毫米波 在討論孰是孰非之前,不妨讓我們先來認識什么是毫米波?毫米波從本質而言,是指波長在1到10毫米之間、頻率范圍是30GHz至300GHz的電磁波。 不同于早已被業界熟知的Sub-6GHz頻段,毫米波長期都是移動通信領域未經開墾的蠻荒之地,但隨著挖掘的深入,毫米波擁有的“寶藏”并不少。一是頻譜資源豐富,載波帶寬可達400MHz/800MHz,無線傳輸速率可達10Gbps以上;二是毫米波波束窄,方向性好,有極高的空間分辨能力;三是毫米波元器件的尺寸小,相對于Sub-6GHz設備,更易小型化;四是子載波間隔較大,單SLOT周期(120KHz)是低頻Sub-6GHz(30KHz)的1/4,空口時延降低。 相較毫米波的優勢,限制其應用的難點或許更加突出。其一,傳播受限,毫米波的頻率較高,自由空間損耗大,且極易因受物體阻擋,影響接受端信號質量;其二,賦形技術,現有毫米波系統采用混合波束賦形的方式,但頻率效率和性能較低;其三,波束管理,在快速移動以及被遮擋時的波束管理算法需要優化;其四,mMIMO技術,受限于成本和生產工藝,現有毫米波基站只能做到4T4R設備,無法容納更多用戶;其五,芯片和終端,芯片和終端的進度落后于設備。 毫米波在中國的潛在優勢 當今世界,中國已成為5G技術的領導者之一,并于2019 年第一批宣布展開5G商業部署。在不斷探索5G商用落地的過程中,中國充分認識到不同頻譜頻段組合的重要性。只有對低、中、高頻段進行多樣化的組合,才能將頻譜用于提供最大價值的服務或應用,進而使得相關產業朝著5G網絡的最佳性能和規模經濟影響最大化不斷邁進。 在2019年世界無線電通信大會(WRC-19)期間,中國代表團積極爭取我國立場,通過數場專題會議的交流、討論和磋商,成功使得我國主推的24.75-27.5GHz,以及部分40GHz毫米波頻段獲得全球采納。相關協議的達成,將有效推動毫米波的標準化,為支持設備生態系統的發展鋪平道路。 在工業和信息化部印發的《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》中,進一步明確“5G+工業互聯網”發展目標,到2022年,我國將突破一批面向工業互聯網特定需求的5G關鍵技術,打造一批“5G+工業互聯網”內網建設改造標桿、樣板工程,形成至少20大典型工業應用場景。依據毫米波的諸多特性,該技術有潛力為關鍵行業垂直領域中的工業應用賦能,從而幫助制造業降本、提質、增效。 近日,GSMA與TMG發布聯合報告稱,預計到2034年,在中國使用毫米波頻段所帶來的經濟受益將產生約1040億美元的效應。考慮到毫米波對中國GDP的預期貢獻,垂直行業領域中的制造業和水電等公用事業是目前可見貢獻最大的行業,占貢獻總數的62%;專業服務和金融服務排名第二,占12%;信息通信和貿易位居第三,占10%。 毫米波的工業應用 低、中、高頻段頻譜將各自在5G網絡中發揮關鍵作用。中低頻段頻譜(6GHz以下)具有廣泛的覆蓋能力,但是其中已有很多的頻譜用戶,無法提供較大且連續的帶寬。高頻段(如毫米波)具有較小的覆蓋區域,但其中現有其他頻譜用戶比較少,可以提供更多連續的帶寬和相應額外的容量,能在特定區域發揮全部潛力。 基于毫米波頻譜里更大的帶寬,工業自動化的廣泛實施將受益于額外的容量,特別是要求高度精確的流程。毫米波在工業中的應用主要包括四類: 第一,遠程控制系統。通過實施遠程對象監控和操縱,以提高效率并改善智能工廠的安全性,通過遠程操作工廠設備,可以使涉及揮發性化學物質或溫度敏感材料的工業流程更安全。 第二,工業機器人。通過工業機器人技術,智能工廠中的每臺機械幾乎都能立即響應請求和指令,從而在生產中快速做出響應,以滿足需求的實時變化。 第三,遠程控制和質量控制。實時數據收集和分析,諸如高速成像以及虛擬和增強現實應用之類的數據密集型流程,以提高產量并提供在職培訓。 第四,自主工廠運輸。工廠環境中的無人駕駛汽車可以與中央控制或監控中心以及工廠內的其他機器、設備、對象,以及其他更廣泛的基礎設施進行通信。

    時間:2020-03-22 關鍵詞: 毫米波 gsma

  • 毫米波技術與毫米波芯片分析

    毫米波技術與毫米波芯片分析

    相信很多人都聽說過毫米波,那么什么是毫米波呢?毫米波通信、毫米波雷達等與毫米波相關的概念正快速出現在我們的日常生活中,但對于毫米波技術,并非所有人均有所了解。為極大化普及毫米波相關概念,本文中將對毫米波技術以及毫米波芯片加以講解,以增進大家對毫米波的認知深度,以下為正文部分。 由于毫米波器件的成本較高,之前主要應用于軍事。然而隨著高速寬帶無線通信、汽車輔助駕駛、安檢、醫學檢測等應用領域的快速發展,近年來毫米波在民用領域也得到了廣泛的研究和應用。目前,6 GHz 以下的黃金通信頻段,已經很難得到較寬的連續頻譜,嚴重制約了通信產業的發展。 相比之下,毫米波頻段卻仍有大量潛在的未被充分利用的頻譜資源。因此,毫米波成為第 5 代移動通信的研究熱點。2015 年在 WRC2015 大會上確定了第 5 代移動通信研究備選頻段: 24.25-27.5 GHz、37-40.5GHz、42.5-43.5 GHz、45.5-47 GHz、47.2-50.2 GHz、50.4-52.6 GHz、66-76 GHz 和 81-86 GHz,其中 31.8-33.4 GHz、40.5-42.5 GHz 和 47-47.2 GHz 在滿足特定使用條件下允許作為增選頻段。各種毫米波的器件、芯片以及應用都在如火如荼的開發著。相對于微波頻段,毫米波有其自身的特點。首先,毫米波具有更短的工作波長,可以有效減小器件及系統的尺寸; 其次,毫米波有著豐富的頻譜資源,可以勝任未來超高速通信的需求。 此外,由于波長短,毫米波用在雷達、成像等方面有著更高的分辨率。 到目前為止,人們對毫米波已開展了大量的研究,各種毫米波系統已得到廣泛的應用。隨著第 5 代移動通信、汽車自動駕駛、安檢等民用技術的快速發展,毫米波將被廣泛應用于人們日常生活的方方面面。 毫米波技術方面,結合目前一些熱門的毫米波頻段的系統應用,如毫米波通信、毫米波成像以及毫米波雷達等,對毫米波芯片發展做了重點介紹。 1、毫米波芯片 傳統的毫米波單片集成電路主要采用化合物半導體工藝,如砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等,其在毫米波頻段具有良好的性能,是該頻段的主流集成電路工藝。另一方面,近十幾年來硅基(CMOS、SiGe 等) 毫米波亞毫米波集成電路也取得了巨大進展。此外,基于氮化鎵(GaN) 工藝的大功率高頻器件也迅速拓展至毫米波頻段。下面將分別進行介紹。 1.1 GaAs 和 InP 毫米波芯片 近十幾年來,GaAs 和 InP 工藝和器件得到了長足的進步。基于該類工藝的毫米波器件類型主要有高電子遷移率晶體管(HEMT)、改性高電子遷移率晶體管(mHEMT)和異質結雙極性晶體管(HBT)等。目前 GaAs 、mHEMT、InP、HEMT 和 InP HBT 的截止頻率(ft)均超過 500 GHz,最大振蕩頻率(fmax)均超過 1THz. 2015 年美國 Northrop Grumman 公司報道了工作于 0.85 THz 的 InP HEMT 放大器,2013 年美國 Teledyne 公司與加州理工大學噴氣推進實驗室報道了工作至 0.67 THz 的 InP HBT 放大器, 2012 年和 2014 年德國弗朗霍夫應用固體物理研究所報道了工作頻率超過 0.6 THz 的 mHEMT 放大器。 1.2 GaN 毫米波芯片 GaN 作為第 3 代寬禁帶化合物半導體,具有大的禁帶寬度、高的電子遷移率和擊穿場強等優點,器件功率密度是 GaAs 功率密度的 5 倍以上,可顯著地提升輸出功率,減小體積和成本。隨著 20 世紀 90 年代 GaN 材料制備技術的逐漸成熟,GaN 器件和電路已成為化合物半導體電路研制領域的熱點方向,美國、日本、歐洲等國家將 GaN 作為微波毫米波器件和電路的發展重點。近十年來,GaN 的低成本襯底材料碳化硅(SiC)也逐漸成熟,其晶格結構與 GaN 相匹配,導熱性好,大大加快 GaN 器件和電路的發展。近年來 GaN 功率器件在毫米波領域飛速發展,日本 Eudyna 公司報道了 0.15 m 柵長的器件,在 30 GHz 功率輸出密度達 13.7 W/mm. 美國 HRL 報道了多款 E 波段、W 波段與 G 波段的 GaN 基器件,W 波段功率密度超過 2 W/mm,在 180 GHz 上功率密度達到 296 mW/mm. 國內在微波頻段的 GaN 功率器件已基本成熟,到 W 波段的 GaN 功率器件也取得進展。南京電子器件研究所研制的 Ka 波段 GaN 功率 MMIC 在 3436 GHz 頻帶內脈沖輸出功率達到 15W,附加效率 30%,功率增益大于 20 dB。 1.3 硅基毫米波芯片 硅基工藝傳統上以數字電路應用為主。隨著深亞微米和納米工藝的不斷發展,硅基工藝特征尺寸不斷減小,柵長的縮短彌補了電子遷移率的不足, 從而使得晶體管的截止頻率和最大振蕩頻率不斷提高,這使得硅工藝在毫米波甚至太赫茲頻段的應用成為可能。國際半導體藍圖協會(InternaTIonal Technology Roadmap for Semiconductors)預測到 2030 年 CMOS 工藝的特征尺寸將減小到 5 nm,而截止頻率 ft 將超過 700 GHz. 德國 IHP 研究所的 SiGe 工藝晶體管的截止頻率 ft 和最大振蕩頻率 fmax 都已經分別達到了 300 GHz 和 500 GHz,相應的硅基工藝電路工作頻率可擴展到 200 GHz 以上。 由于硅工藝在成本和集成度方面的巨大優勢,硅基毫米波亞毫米波集成電路的研究已成為當前的研究熱點之一。美國佛羅里達大學設計了 410 GHz CMOS 振蕩器,加拿大多倫多大學研制了基于 SiGe HBT 工藝的 170 GHz 放大器、160 GHz 混頻器和基于 CMOS 工藝的 140 GHz 變頻器,美國加州大學圣芭芭拉分校等基于 CMOS 工藝研制了 150 GHz 放大器等,美國康奈爾大學基于 CMOS 工藝研制了 480 GHz 倍頻器。在系統集成方面, 加拿大多倫多大學設計了 140 GHz CMOS 接收機芯片和 165 GHz SiGe 的片上收發系統,美國加州大學柏克萊分校首次將 60 GHz 頻段硅基模擬收發電路與數字基帶處理電路集成在一塊 CMOS 芯片上,新加坡微電子研究院也實現了包括在片天線的 60 GHz CMOS 收發信機芯片,美國加州大學洛杉磯分校報道了 0.54 THz 的頻率綜合器,德國烏帕塔爾綜合大學研制了 820 GHz 硅基 SiGe 有源成像系統,加州大學伯克利分校采用 SiGe 工藝成功研制了 380 GHz 的雷達系統。日本 NICT 等基于 CMOS 工藝實現了 300 GHz 的收發芯片并實現了超過 10 Gbps 的傳輸速率,但由于沒有功率放大和低噪聲電路,其傳輸距離非常短。通過采用硅基技術,包含數字電路在內的所有電路均可集成在單一芯片上,因此有望大幅度降低毫米波通信系統的成本。 在毫米波亞毫米波硅基集成電路方面我國大陸起步稍晚,但在國家 973 計劃、863 計劃和自然科學基金等的支持下,已快速開展研究并取得進展。 東南大學毫米波國家重點實驗室基于 90 nm CMOS 工藝成功設計了 Q、V 和 W 頻段放大器、混頻器、VCO 等器件和 W 波段接收機、Q 波段多通道收發信機等,以及到 200 GHz 的 CMOS 倍頻器和到 520 GHz 的 SiGe 振蕩器等 2、毫米波電真空器件 毫米波集成電路具有體積小、成本低等很多優點,但功率受限。為了獲得更高的輸出功率,可以采用電真空器件,如加拿大 CPI 公司研制的速調管(Klystron)在 W 波段上獲得了超過 2000 W 的脈沖輸出功率,北京真空電子研究所研制的行波管(TWT)放大器在 W 波段的脈沖輸出功率超過了 100 W,電子科技大學在 W 波段上也成功設計了 TWT 功率放大器, 中國科學院合肥物質科學研究院研制的迴旋管(Gyrotron)在 140 GHz 上獲得了 0.9 MW 的脈沖輸出功率,與國外水平相當。以上就是毫米波技術與毫米波芯片介紹,希望對大家有所幫助。

    時間:2020-03-24 關鍵詞: 毫米波 芯片 毫米波技術

首頁  上一頁  1 2 3 4 5 6 7 8 9 下一頁 尾頁
發布文章

技術子站

更多

項目外包

更多

推薦博客

新时时彩
日本女优黑人 今晚20选五开奖结果 灰熊vs小牛直播 p2p理财公司排名2020 今日云南11选5走 中原风采今日开奖结果 长春沐足店 湖南幸运赛车 重庆幸运农场100 郑州按摩足浴 pk10精准一期计 揭秘日本av女优工作及收入 排列3 簧色大片大全 a级片 京香julia丝袜作品番 中原风采22选开奖今天