利用封装天线技术简化60GHz汽车车内雷达传感器设计

毫米波雷达为汽车和工业应用提供了一种主要的感应方式，即使在恶劣的环境条件下，它也能够远距离、以出色的角度和速度精度检测距离为几厘米至几百米的物体。

典型的雷达传感器包含一个雷达芯片组以及其他电子元件，例如电源管理电路、闪存和接口外设，所有这些都装配在一个印刷电路板(PCB)上。发送天线和接收天线通常也在PCB上实现，但要提高天线性能，则需要使用高频基板材料(例如Rogers RO3003)，而这会增加PCB的成本和复杂性。此外，天线可能会占用多达30%的布板空间(图1)。

图1：PCB上的雷达传感器天线占用约30%的布板空间

封装天线技术

可以设计天线元件直接集成到封装基板中的毫米波传感器，从而减小传感器的尺寸并降低传感器设计的复杂性。图2展示了一种背腔式E形贴片天线元件，该元件将60GHz或77GHz的毫米波辐射到自由空间中。通过在器件的封装中布置多个上述天线元件，可以创建一个多输入多输出(MIMO)阵列，该阵列能够感应三维空间中的物体和人。

图2：背腔式E形贴片天线元件

图3显示了AWR6843AOP器件上三个发射器天线元件和四个接收器天线元件的布置情况。该天线可以在方位角和仰角方向上实现宽视野。

图3：具有封装天线元件的AWR6843AOP器件形成MIMO阵列

下表显示了天线阵列的主要规格。

表1：天线元件性能数据

封装天线技术可以为开发人员带来以下优势：

· 较小的尺寸，可实现超小型传感器设计。采用TI封装天线技术的雷达传感器比在PCB上装配天线的传感器尺寸小约30%。

· 由于PCB层叠不需要昂贵的高频基板材料(例如Rogers RO3003)，因此可以降低物料清单成本。