增强RF和MCU性能，提高77GHz雷达对车辆的性价比

过去的大多数雷达（RADAR）系统都用于航空设备，但业界还发现，雷达在汽车应用中具有巨大的发展潜力，因此已在设计上进行了投资。

特别是，在毫米波段以77GHz频率实施的解决方案是最受欢迎的，因为该频段可以最大程度地吸收水分子，并且业已证明该解决方案适用于汽车雷达组件和传感器的开发。

短程雷达（相对于航空航天）。

尽管大多数短程雷达仍在24GHz频段上运行，但从长远来看，该频段不能保证全球通用性，而77GHz雷达将有一定的发挥空间。

当前，77GHz雷达传感技术已在高级驾驶员辅助系统（ADAS）中占有一席之地。

为了不断提高ADAS系统的质量并优化设计成本，应用设计人员必须了解发送和接收雷达波所需的77GHz射频（RF）技术，具有基本频率信号处理功能的雷达传感器以及诸如此类的设计方法。

作为雷达系统的功能安全。

提高雷达射频组件的成本效益。

硅锗碳BiCMOS工艺的兴起。

毫米波雷达系统严重依赖III-V半导体组件。

当前，大多数汽车雷达系统使用砷化镓（GaAs）技术来实现RF前端电路。

硅锗碳（SiGe：C）技术还可以以非常低的成本创建与砷化镓相当的RF功能，从而使消费者能够以合理的价格安装汽车ADAS。

此外，通过快速，高性能的互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺，器件性能可以大大超过90纳米（nm）工艺生产的芯片解决方案。

表1分析了各种雷达组件处理技术的性能优势。

尽管GaAs具有良好的衬底隔离优势，但是每个芯片都可以实现更高的电路密度，但是可实现的逻辑密度（用于控制电路）却非常低；此外，与主流芯片技术实现的高效率相比，GaAs晶片材料仍然相对昂贵。

实际上，与普通硅晶片相比，III-V材料更难加工。

III-V晶片或基板通常小于硅晶片的一半。

至于进入处理设备的砷化镓晶片的成本，也要高出10％。

二十倍，但成本差异在制造，包装和测试后将缩小。

同时，作为先进技术节点的CMOS工艺可以提供非常好的逻辑密度和成本，但是其为高性能计算而设计的低击穿电压难以满足汽车行业对可靠和长期的需求。

远距离操作。

所需的功率水平。

至于硅锗碳技术选项，雷达组件没有严重缺陷。

使用由毫米波处理模块增强的传统BiCMOS工艺可以有效地克服所有上述问题。

该处理模块通过硅锗碳材料提供双极晶体管（HBT）结构，以实现更高的电子迁移率，从而转化为更快的工作速度。

BiCMOS工艺可提供足够高的效率，以向数字控制接口（如锁相环（PLL）和串行外围设备接口（SPI））添加具有成本效益的控制结构。

故障和功率增益数据为发射器电路提供了高于13dBm的功率电平，同时提供了足够的隔离度，以在芯片上集成多个接收器通道。

采用FMCW机制ly大大简化雷达系统设计在汽车雷达信号调制方面，大多数方案都采用调频连续波（FMCW）机制来简化系统复杂性并提高效率。

使用连续的载波信号，其频率将根据预定义的时间表（例如时间斜坡等）进行更改。

发生此频率更改的范围定义了雷达系统的带宽。

对于普通的77GHz雷达，在76.5GHz附近分配了1GHz的时隙，在79GHz附近分配了4GHz的时隙。

通常，77GHz频率范围对应于远程雷达传感器； 79GHz频率范围与短程雷达系统有关。

雷达发射机通常配备一个本地振荡器（LO），可以通过PLL对其进行连续调谐，以产生扫频速率。

图1显示了高度集成的雷达传感器架构图。

在发送器芯片上，压控振荡器（VCO）生成并发送77GHz频率信号，