一文与你拆解2023特斯拉车内毫米波雷达

智驾最前沿 2022-09-30 08:30
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特斯拉从未放弃过毫米波雷达,不仅未放弃过,特斯拉还特别在车内加了一个毫米波雷达。

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上表为特斯拉2022年初说明书的射频FCC表,表中的In Cabin Radar就是今天的主角。它在2020年初启动项目立项,2020年7月第一次向美国FCC申请频带使用核准,2021年5月再次申请,几经波折最终在2022年8月30日定型,预计在2023年的特斯拉全系车型上加载。

毫米波雷达外观

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毫米波雷达标签

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起初推测这个毫米波雷达是做DMS的,后来看到特斯拉向FCC的申请文件才知道不是。在第一次的申请文件里,特斯拉是这么描述这个毫米波雷达用途的,Tesla indicates that its device would be focused on the vehicle interior for applications such as child presence detection and seatbelt reminders;however, Tesla states that the device may be able to scan up to 2 meters (approximately 6 feet) outside of the vehicle, to provide vehicle security benefits such as detecting a broken window or a vehicle intrusion. 第一个用途是检测有没有婴儿或小孩遗忘在车内,第二个用途是安全带提醒,第三个用途是检测有人砸窗偷车内财物,还有潜在的用途,特斯拉没有明说,包括DMS辅助和手势识别。

因为要使用60-64GHz频带,且功率高于手机,因此需要FCC核准。实际同时期也有一批厂家也在申请60GHz频带的使用核准。这些厂家的目标用途与特斯拉是基本差不多的。这些厂家包括Vayyar Imaging、法雷奥北美、英飞凌北美、IEE感知和Brose北美,这5家都是57-64GHz频带,比特斯拉的60-64GHz更宽,频带越宽,毫米波雷达的目标分离精度就越高,常用的智能驾驶用毫米波雷达带宽是500MHz,也就是0.5GHz,目标分离度是150厘米,也就是说1.5米内的两个目标,毫米波雷达会认为是一个。4GHz带宽的目标分离度大约是20厘米,7GHz带宽大约是10厘米。当然了,带宽越宽成本越高,特斯拉还是最在乎成本。

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毫米波雷达分高频低频两块PCB板,上图是低频板。

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DC/DC转换芯片是德州仪器的LM63625,只要1.4美元一个。

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电源管理芯片是德州仪器的LP87524J-Q1,价格约为2.3美元。

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关键的高频板如上图,浅色的是特殊的线路板,能够保证在70GHz不会有太大衰减,此种线路板的材料被罗杰斯和松下垄断。最常见的就是罗杰斯RO3003,这是非常昂贵的材料,为减少昂贵材料的使用,德州仪器开发了背部空腔E成型天线元素,这样高频部分PCB面积减少了大约30%,减少大约1美元成本。

A cavity-backed E-shape patch antenna element radiates mmW into the free space.

图片来源:Texas Instruments

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关键的芯片只有一个,就是德州仪器的AWR6843。价格大概是21美元,带天线的话是24美元。

AWR6843内部框架图

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上图中,MCU和DSP都集成在内,此外如AWR6843AOP,AOP代表Antenna On Package,天线也在封装内。

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AWR6843简介如上。一个典型的3发4收单片毫米波雷达芯片,是目前最好用的毫米波雷达芯片,最适合特斯拉这种初入门的,基本不需要射频经验,德州仪器把毫米波雷达的门槛降到了最低,成本也是最低,这种毫米波雷达估计成本在300元人民币左右。其水平FOV是120度,垂直FOV是60度。

这是模拟汽车后座呼吸儿童的娃娃的测试结果

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该测试检测并定位了四名乘员:驾驶员、乘客、一名成年人和一名儿童

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在车辆附近检测到入侵者

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感觉这些功能意义不大,尤其对中国人,中国人是不会把包放在车内的,并且中国多是深色贴膜,从外几乎看不到车内的包,砸窗偷包估计是美国加州高发案件。其他诸如小孩遗忘在车内非常罕见。不过特斯拉总喜欢标新立异嘛。

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