תדר רדיו (RF) מגבר משמש כעמוד השדרה של מערכות מכ"ם מודרניות, המאפשר זיהוי אובייקטים מדויק, בקרת שיוט אדפטיבית, מניעת התנגשות, פונקציות נהיגה אוטונומיות.כפי שמכוניות מסתמכות יותר ויותר על חיישנים מכ"מים הפועלים ב-24 GHz, 77GHz, ו-79 GHz להקות, דרישות על ביצועים משופרים יותר ויותר.מעצבים חייב לנווט חזק של קונפליקטים אינטנסיביים: דרישות מהירות גבוהה יותר, ואפקטיביות של כלי רכב, לחץ גבוה יותר, לחץ גבוה יותר, לחץ על פני רוחב פס רחב יותר, לחץ אוויר, ואפקטים, לחץ על פני רוחב פס רחב יותר, לחץ אוויר, ואפקטיביות גבוהה יותר, ואפקטים, לחץ על פני שטח רחב יותר, לחץ על פני כדורעף, לחץ על פני שטח רחב יותר, ואפקטיביות גבוהה יותר, לחץ אוויר, ואפקטים, לחץ על פני כדורעף חזק יותר, ואפקטים מהירים יותר, לחץ על פני כדורעף חזק יותר, לחץ על פני כדורעף חזק יותר, ואפקטים רחב יותר, לחץ על פני כדורעף חזק יותר, לחץ על פני כדורעף חזק יותר, ו-חושבוכים מהירים יותר, לחץ אוויר, ו-חושבוכים מהירים יותר, ואפקטים, ו-

אתגרים מרכזיים בעיצוב RF Amplifier עבור Vehicular Radar

מערכות מכ"ם רכב לכפות מערכת ייחודית של מגבלות שונות מאלה בתקשורת המסורתית או מכ"ם תעשייתי.המגבר חייב לפעול באופן אמין תחת טמפרטורות של מכסה שיכולה לעלות על 125 מעלות צלזיוס, לעמוד בהלם מכני מהחורים והקרקע המחוספסת, ולשמור על ביצועים לאורך תוחלת חיים של 10-15 שנה.

ניהול כוח גבוה ו-Thermal Management

כדי לזהות אובייקטים בטווחים של 250 מטרים, בעוד גשמים חודרים, ערפל, ופורסוס כביש, משדר המכ"ם חייב לספק כוח RF משמעותי - לעתים קרובות עשרות מ"ט לכמה וואט בנמל האנטנה.השלב המגבר (PA) חייב להגביר את האות מבלי להציג עיוותים לא-לינאריים שיכולים לפגוע דיוק בטווח הקצר או לייצר נזקי כי להפריע לאלקטרוניקה גבוהה אחרים.

המונחים: Modulation Fidelity

מערכות מכ"ם מודרניות בעיקר להשתמש בגל רציף מתועד (FMCW) או מספר רב של קידוד (MIMO) גלפורמות.תוכניות אלה מסתמכות על הדגימה ליניארית גבוהה ביותר כדי לשמר את התדרים ואת מערכות היחסים שלב כי encode טווח ומהירות מידע.לא-לינארי התנהגות - כגון דחיסה, amplitude-to-phase (AM-PM) ו-modulation ליניארית, מאפקטיבי של סימולציה, מטווח חזק של סימולציה, מאפקטים, מחזקת של סימולציה של סימולציה של סימולציה צלולהטווח סימולציה, מטווח דינמי, מאפקטיבי, מטווח חזק של סימולציה, הוא סימולציה של סימולציה של סימולציה, מטווח חזק של חשיבה חזק, מטווח חזק, כלומר, מאפקטיבי.

איור Noise ו-Septr Sרגישות

המגבר הנמוך (LNA) בקצה הקדמי של המקלט קובע את דמות הרעש הכוללת של מערכת, ישירות מקטנות את האות המינימלי לזיהוי. בסביבה vehicular, LNA חייב לדכא תרומות רעש מהאנטנה, קווי שידור, ושלבי Bluetooth תוך מתן מספיק רווח כדי להתגבר על רעש בשלב מאוחר יותר. A רעש מתחת 3 dB הוא אופייני ל-77 GHz LNAs, אבל להשיג את זה בתהליך נמוך, כגון CMCDC, כמו גם מ-CDC.

רחבת הלהקות והתדירות של Agility

תקנות מכ"ם לרכב (למשל, FCC חלק 15, ETSI EN 301-091) להקצות רוחב פס של כמה ג'יגהארנץ, במיוחד ב- 77-81 GHz, כדי לשפר את החלטת טווח. Amplifiers חייב לספק רווח שטוח ותגובה עקבית בשלב על פני טווחי התפוקה הרחבים הללו. Achieving 4-6 GHz של רוחב פס מיידי בתדרים ללא שימוש בגל כדי לגרות משמעותית של רשתות תכנות, בנוסף להפרעות מרשימות יותר ויותר.

מיניטוריזציה ושילוב Constraints

כלי רכב נושאים חיישנים מכ"ם מרובים - חזית לטווח ארוך (LRR), פינה לטווח קצר (SRR), וגילוי נוכחות פנימית - כל אחד המתחרים על שטח עם אנאנטנות, יחידות עיבוד ואספקת חשמל.ממממגברי RF חייבים להשתלב במודולים קומפקטיים, לעתים קרובות באמצעות שבב יחיד עם אנטנה-on-package (AoP) או גישות מערכתיות (SiP) דרישות מונוליטיות של אינטגרציה נמוכה של רשתות תת-מסלולאריות ו-מסלולריות, ו-מסלולאריות של קומפקטיות-אונדקטבות, או מעגלים מתוחכמות-לקטים, או קומפקטיות, בין רשתות קומפקטיות-לקטבות, בין רשתות קומפקטיות, לבין קומפקטיות-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-על-ידי קומפקטיות, או קיבולת-על-על-על-ידי קיבולת-ידי מטה-ידי מטה-ידי קיבולת-ידי מטה-ידי מטה-ידי

חומרים מתקדמים וטכנולוגיות Semiconductor

מעבר למגבלות של סיליקון בלבד הוביל את אימוץ חומרים מורכבים למחצה המוליכים למחצה המציעים ניידות אלקטרונים מעולה, מתח התמוטטות ו מוליכות תרמית.

גליום ניליד (GaN) עבור Power Amplifiers

ג'ון-סי או GaN-on-Si HEMTs הופיעו כחומר של בחירה עבור מכ"ם בעוצמה גבוהה (PAs בשל שדה ההתמוטטות הגבוה שלהם (מעל 3 MV / ס"מ), מהירות ריצוף אלקטרוני גבוה, ו מוליכות תרמית מעולה.ג'ן מגבר יכול לספק 5-10 פעמים יותר צפיפות כוח לאזור מאשר GaAs או SiLT, המאפשרים למות באופן היסטורי, לעומת טווח רחב יותר של מנועי (GF) מאפשר שיפורי תיבות של מנועים גבוהים יותר של מנועים גבוהים יותר של מנועים (GF) בהשוואה לטמפרטורות גבוהות יותר של מנועים מתקדמים יותר, כלומר, כלומר, כלומר, לעומת ממוצעות יותר, 000).

סיליקון גרמניום (SiGe) BiCMOS עבור חזיתות נמוכה

(ב) ל- LNAs ו-Drivea HBTs, תהליכי SiGe BiCMOS מספקים איזון אופטימלי בין ביצועי רעש, רווח ועלויות שילוב. SiGe HBTs להשיג מספרי רעש מתחת 2 dB ב-77 GHz, בעוד מציע את היכולת לשתף פעולה בין בקרת דיגיטלית SiGate, סוללת ניקוי ועיגולים מוטה על אותו השבבים.

גליום ארנסןד (GaAs) pHEMT עבור כוח בינוני

למרות עלייתו של GaN ו SiGe, GaAs pseudomorphic HEMTs (pHEMTs) נשאר פופולרי עבור שלבים מגבר בינוני (100–500 מ"ר) ב -24 GHz בסיס הייצור הבוגר שלהם, לינאריות טובה, ועלויות מתון להפוך אותם מתאימים למודולים מכ"ם לטווח קצר שבו צפיפות כוח קיצונית אינה נדרשת.

טכניקות עיצוב מעגליות חדשניות

מעבר למבחר חומרי, התנצלות מעגל חדשנית ושיטות כוונון חיוניות כדי לייעל ביצועים מקסימליים מכל תהליך של מוליכים למחצה.

תזמון Basing ו- Envelope Tracking

כדי לשפר את היעילות על פני רמות כוח שונות - המוגן במכ"מים FMCW שבו כוח שידור מוגדל או מותאם למצבים שונים - מעגלים הטיה אדפטיבית לשנות באופן דינמי את נקודת ה ⁇ של המגבר. Envelope מעקב (ET) מאמת את מתח האספקה בסנכרון עם המעטפה RF, ומאפשר לרש"פ לפעול ליד ריצוף בזמן צמצום נקודות כוח DC-D עכשיו יכול להגביר את ה- 15 נקודות ההפעלה הנמוכות של DC-E.

מדכא הרמוני ודמי עומס רשתות

הרש"פ הלא לינארית מייצרת כוח דוטוני משמעותי שנייה ושלישית, אשר יכול ליפול לתוך להקות מכ"ם או זוג לתוך נתיבי מקלט.על-צ'יפ מסננים חוזרים, מלכודות הרמוניות, ו סופגני עומס דומי משמשים כדי לסיים הרמוניים ללא השפעה בסיסית דה-דרגית.לדוגמה, רצף גל של רבעון בפלט יכול לקצר את הנזק השני תוך כדי הצגת נזק מכניקה בסיסית.

פעיל Transformer (DAT) Powerשילוב

כאשר מכשיר יחיד אינו יכול לספק את כוח הפלט הנדרש (למשל, > 1 W ב 77 GHz), תאים מרובים של הרש"פ משולבים.הטופולוגיה הפעילה המופץ משתמשת במשנה הפצעים כדי לסכם את התפוקה של מספר מגברי יחידות תוך מתן טרנספורמציה בלתי מאולתרת ובודדות.ד.פ.מבנים הוכיחו את כוחות הפלט העולה על 2 ב-77 GHz עם 20% PAG BCMOS, מה שהופך אותם להופעות קצרות יותר מ-FLT: 1.103 ממושכות של מושכות של ארכיטקטורטראט:

רשתות פיתוח ויציבות

בתדרי גלימטר, השער-דראין (ראה CFLT:0gdigdFLT:1) של FET יוצר מסלול משוב שיכול לגרום לאי יציבות או תנודות לא רצויות. טכניקות נייטרליות מקודמות צלב-קופדיות - שבו קפיטור קטן ממוקם בין שער וניק של זוג אחר - יכול מילר את ההשפעה ולשפר את בידוד הפוך זה מאפשר גם עלייה של רשתות ייצוב נמוך יותר.

פתרונות מגניבים

ניהול תרמי מרחיב מעבר למוליכים למחצה פתרונות ברמת החבילה.מודולים מכ"ם מתקדמים מעסיקים ערוצי מיקרו-השפעה משובצים, מעמודי נחושת עבור התנגדות תרמית נמוכה, ומדכאים epoxy underfill. ⁇ ⁇ ⁇ (בעד 50 מיקרומטר) להפחית את הנתיב התרמית אנכי מערוץ לחום.

מערכת אינטגרציה ו- Multi-Chip Packaging

המגמה לקראת רדיפת מכ"ם משולבת לחלוטין (RoC) מקטין את הגודל אך דורשת חלוקה זהירה ובדידות.

מונוליטי לעומת Multi-Chip מתקרב

פתרונות חד-צ'יפ באמצעות SiGe BiCMOS משלבים את LNA, ערבוב, VCO, PLL, מגבר כוח ועמוד בסיס דיגיטלי על אחד מת. אינטגרציה מלאה מפשטת את הסיכון להתפוצצות רעש דיגיטלי לתוך קצה החזית הרגיש של RF. Multi-chip מודולים (M) מפרידים את הרש"פ (GaNA) ו-LNA (SGe) על פני מתים שונים, יחד עם ספירת קישורים גדולים יותר, עם חיבורים של מערכת ההפעלה של 1FD (R) ו-FD (R.

תפקיד Antenna-in-Package (AiP)

77 GHz מודולים עכשיו להציב את מערך האנטנה ישירות על החבילה substrate.זה מבטל גל מונחה או microstrip מעברים כי יציג אובדן ופיזור.התפוקה של הרש"פ חייבת לנהוג את הדחף ישירות של האנטנה - בדרך כלל 50 ⁇ ללא איזון - החלת תפוקה מדויקת התאמת וסינון הרמוני. AiP גם מכריחה את הרשות לפעול קרוב אלמנטים קרינה, שבו ניתן לשנות את המעבר הקריטי של EM-מחדשה.

ההרחבה האלקטרונית (EMI) Shielding

בתוך הרכב, מודולים מכ"ם יושבים ליד כונן מוטורי גבוה, תצוגות מידע, ו transceivers אלחוטי. RF מגברי RF חייב להיות מוגן מהתערבות חיצונית תוך כדי למנוע פליטות משלהם מדליפות החוצה. מוליכים גזים, מתחמי מתכת עם צינורות משולבים גלית-בlow-Botow-b-off עבור מאוורור קירור, ועל ערימה מתכת-מגן מתבצעים טכניקות משותפות של הרש"פ"פ"פ.

מגמות מתפתחות וכיוונים עתידיים

כמניעה אוטונומית דורשת רזולוציה גבוהה יותר ואמינות, טכנולוגיית מגברי RF ממשיכה להתפתח.

ההרחבה GaN PAS - 79 GHz

הלהקה 79-81 GHz שהוקצה עבור מכ"ם קצר טווח ברזולוציה גבוהה דורש מגבר עם רוחב פס מעל 2 GHz. לאחרונה GaN HEMT תהליכים עם אורך שער מתחת 100 nm להפגין firFLT:0 maxFLT:1 מעל 300 GHz, המאפשרים חד-שלבי PAs עם 10B ורווח 1 W כוח על פני 78-82GHz אלה.

Digital Pre-Distortion (DPD) for Auto Radar

בעוד DPD נפוץ בתחנות בסיס סלולריות, האימוץ שלו במכ"ם של הרכב הוא מאיץ.תיקון דיגיטלי של הלא-לינאריות של הרש"פ מאפשר למגבר לפעול קרוב יותר לדחיסה ליעילות גבוהה יותר תוך שמירה על טוהר ספקטרלי.על-צ'יפ או מודלים פולינומיים לתקן את המשדר בזמן אמת, ניצול המעגל הקצר של FMCW רמפות זה יכול לשחזר 3B5.

שילוב של Machine Learning for Fault Detection

מעגלים ניטור בריאות Embedd מודדים את טמפרטורת הרש"פ, אספקת כוח נוכחי, ותפוקה. Machine Learning Indexifiers על המעבד הדיגיטלי של המכ"ם יכול לזהות סימנים מוקדמים של הפחתת מגבר - כגון זרם הדליפה מוגברת או לצבור droop - וגורם החלמה או אזהרות למערכת הבטיחות של הרכב.

מסקנה

תכנון RF מגבר עבור מכ"ם Vehicular הוא אתגר הנדסי רב תחומי שנוגע לפיזיקה של שלב מוליכים למחצה, עיצוב תרמי, תאימות אלקטרומגנטית ושילוב מערכת. הדרישות הקפדניות של טיפול בכוח, ליניאריות, רעש, רוחב פס ועוצמה סביבתית לדחוף מעצבים כדי למנף חומרים מתקדמים כמו GaN ו- SiGe, לאמץ טכניקות מתוחכמות כגון הטיה אדפטית ומופץ כוח, שילוב ליניארי ושילוב יעיל יותר, כמו גירוי רוחב פס גבוה יותר, יעילות גבוהה יותר, כמו גירוי אסטרטגי, ורווחים, יעילות גבוהה יותר, יעילות גבוהה יותר, וחדשנות יעילה יותר, כמו גם מהירות גבוהה יותר, וחדשנות יעילה יותר, כמו גירוי רחב יותר, כמו גם כן, יעילות גבוהה יותר, יעילות גבוהה יותר, וחדשנות יעילה יותר, יעילות גבוהה יותר, וחדשנות יעילה יותר, יעילות גבוהה יותר, וחדשנות יעילה יותר, יעילות גבוהה יותר, כמו גם כן, יעילות גבוהה יותר, יעילות גבוהה יותר, יעילות גבוהה יותר, יעילות גבוהה יותר, כמו גם כן, יעילות גבוהה יותר, כמו גם כן, כמו גם כן, יעילות גבוהה יותר, יעילות ניהולית גבוהה יותר, כמו גם כן, יעילות גבוהה יותר, כמו ג'ראלית, ו-מנטליבית גבוהה יותר, ו-מנטליבית גבוהה יותר, ו-מ