24 GHz和77 GHz汽车雷达收发器

如果您最近购买了一辆新车，那么它很可能至少包含一个24或77 GHz雷达模块。这些模块已经与车辆的ADAS系统集成，用于物体检测、自动制动和碰撞避免。虽然完全功能的汽车雷达模块已经可以商业购买，但您可能正处于创建提供更高分辨率、更小占地面积和更低功耗的新模块的业务中。这需要为您的新产品选择合适的77 GHz汽车雷达收发器。

77 GHz汽车雷达是如何工作的？

高频汽车雷达系统使用啁啾脉冲（即，FMCW操作），其中模块产生的频率以线性斜率从低值变化到高值。啁啾汽车雷达指定在76至81 GHz操作。汽车雷达的RF收发器通常连接到串联馈电的贴片天线阵列以提供方向性。然后将输出信号发送到三个Tx天线的阵列。较新的模块将允许用户指定延迟以提供方向检测，允许确定迎面物体的航向。

一旦从远处物体反射回来，信号就会被四个Rx天线的阵列检测到，并通过提取相对于77 GHz参考振荡器信号的拍频来测量多普勒位移。拍频值、不同Rx天线中的相位延迟和幅度都可以用来提取远处物体的航向、速度和距离。

如果您关注汽车雷达市场，那么您知道24 GHz曾经是汽车雷达应用使用的标准频率。转向77 GHz的原因有两个。首先，76至81 GHz带允许更宽的啁啾范围，最终在测量另一个物体的运动时提供更大的分辨率。其次，使用77 GHz提供更长的范围，因为24 GHz恰好落在双原子氧的两个吸收带尾部。这意味着77 GHz汽车雷达收发器有更长的可用距离，通常超过100米。

选择24或77 GHz汽车雷达收发器

这些收发器可以在短距离和长距离检测物体，您的偏好可能决定您需要使用的频率，以适应您的特定应用。77 GHz汽车雷达非常适合于长距离检测物体，包括位置、速度和航向确定。24 GHz单元最适合用于短距离检测来临的障碍物。

一旦在您的模块中检测到反射信号并通过您的收发器收集，就需要进行一些信号处理任务，以区分真实车辆和虚假目标，并确定速度、距离和航向。正如我们下面将看到的，一些这样的功能正在被集成到新型收发器中。您选择的接收器主要取决于您需要的集成程度，以及占地面积、范围要求和功耗。

英飞凌, BGT24ATR 24 GHz 硅锗收发器

BGT24ATR 雷达收发器是英飞凌用于24 GHz 汽车应用的雷达收发器家族中的一个成员。制造商意识到在汽车环境中能效的重要性；这款收发器功耗低，并且使用单一供电电压。这款收发器使用单芯片完成接收和发送通道。这款24 GHz汽车雷达收发器的一些有用应用包括盲点检测、碰撞避免、停车辅助，甚至交通标志识别。

英飞凌24 GHz雷达芯片组方框图，来自BGT24ATR 数据手册。

24 GHz仅适用于上述列出的短距离应用。然而，对于需要在位置、速度和航向检测上高分辨率的长距离应用，77 GHz汽车雷达是更好的选择，因为它提供了所需的更宽的啁啾范围。

德州仪器, AWR1243FBIGABLQ1

AWR1243FBIGABLQ1 77 GHz收发器来自德州仪器，目前用于集成外部MCU的雷达模块。下面展示了这款收发器的一个示例应用接口。这款收发器可以通过SPI与MCU通信，MCU直接与PHY层通信。

AWR1243 设备是一个自包含的FMCW收发器单芯片解决方案，简化了76至81 GHz波段汽车雷达传感器的实现。它基于TI的低功耗45-nm RFCMOS工艺，使得3TX, 4RX系统的单片实现成为可能，内置PLL和A2D转换器。简单的编程模型更改可以实现各种传感器的实现（短距、中距、长距），并且有可能进行动态重配置以实现多模式传感器。

来自AWR1243射频收发器的示例应用图，可在TI的数据手册中找到

德州仪器，AWR1443收发器

AWR1443收发器是77 GHz汽车雷达收发器的绝佳选择，包含了这些系统的所有标准功能。该收发器在76至81 GHz的频率下工作，适用于ADAS系统中的FMCW雷达应用。它包括标准的四个Rx和三个Tx通道以及一个啁啾调制器。这个模块非常适合在低能见度下感测30至250米范围内的各种障碍物。

AWR1443 77 GHz汽车雷达收发器模块框图，来自AWR1443数据手册

这个特定的系统非常有用，因为它直接在芯片上集成了许多重要的信号处理功能。这是一个非常好的选项，用于微型化的77 GHz汽车雷达模块，因为它包含了许多重要的处理功能，最终减小了系统的总体积。

NXP半导体，TEF8102EN/N1E

TEF8102EN/N1E是一款适用于76至81 GHz汽车雷达应用的集成设备。该产品在FMCW雷达中提供4 GHz的啁啾调制，具有低噪声和高输出功率的竞争性对象分辨率。额定工作温度范围可高达125 oC。如果使用主/从设置进行级联，可以期待不同的LO输入和LO输出选项。该组件符合ISO26262标准。

这款77 GHz汽车雷达收发器的一些示例应用包括后方和前方交通警报、停车辅助和碰撞避免。值得注意的是，该组件具有非常小的占地面积。毫米波前端部分提供灵活的啁啾控制，最高可达2 GHz啁啾带宽和三个具有相位控制和输出级稳定的发射链，允许准确确定方向：

TX信号的相位可以通过定时引擎在啁啾到啁啾的基础上控制，或者通过直接连接到不同TX部分的二进制相移器的数字I/O信号控制。每个接收链包含可编程的高通滤波器，用于抑制强低频信号，以及低通滤波器功能，用于抑制ADC混叠带中的信号。来源：TEF8102EN/N1E数据手册

TEF8102EN/N1E 收发器芯片，来自 NXP Semiconductor

同样由NXP生产，MC33MR3003AXVKR2 是这一类组件的未来版本；公司声称这款新的收发器将是顶级产品。NXP尚未发布此组件，但预计此组件及其他升级将提供更大的集成度，以与上文提到的AWR1443等组件竞争。

随着77 GHz汽车雷达即将成为新车辆乃至新型无人机的标准组件，您将需要支持这项重要技术的收发器。如果您正在寻找一款集成的77 GHz汽车雷达收发器，请尝试使用我们的零件选择指南来确定您下一个汽车产品的最佳选项。

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