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汽車?yán)走_(dá)線路板之未來汽車上的高性能雷達(dá)可以有多先進(jìn)？

文章來源：作者：何琴查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：3359發(fā)布日期：2021-05-15 10:32【大中小】

目前，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化駕駛的一大障礙是，需要研發(fā)一項(xiàng)傳感器技術(shù)，能夠在遠(yuǎn)距離、惡劣天氣、彎道或拐角處，以及其它富有挑戰(zhàn)性的環(huán)境下，充分檢測(cè)并對(duì)物體進(jìn)行分類，尤其是相互緊挨的物體。

在完美的駕駛場(chǎng)景中，街道上將不存在行人、騎行者、嬉戲的兒童、自由奔跑的動(dòng)物、垃圾、路滑的地方錐形交通路標(biāo)，以及其它潛在的危險(xiǎn)，如粗心大意或走神的駕駛員等。遺憾的是，實(shí)際道路要更加復(fù)雜，而如今，據(jù)汽車?yán)走_(dá)電路板小編了解到，汽車制造商正在構(gòu)建仍需駕駛員在環(huán)的高度自動(dòng)化功能。

那么，未來車輛如何才能滿足當(dāng)今的安全性需求，如何實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)駕駛體驗(yàn)的期望呢？

汽車制造商目前正在考慮如何提供高度自動(dòng)化功能，而駕駛員依然掌控駕駛，因?yàn)閯?chuàng)新型企業(yè)可提供所需傳感器，以確保我們?yōu)槲磥碜詣?dòng)駕駛汽車行駛在高速公路、城市街道和街區(qū)道路上做好準(zhǔn)備。攝像頭、激光雷達(dá)、超聲波傳感器和雷達(dá)，以及AI都在經(jīng)歷創(chuàng)新，以創(chuàng)建一個(gè)全新的交通環(huán)境。自動(dòng)駕駛汽車的傳感器技術(shù)是一項(xiàng)大業(yè)務(wù)，單是激光雷達(dá)市場(chǎng)在2019年就達(dá)到10億美元，汽車?yán)走_(dá)市場(chǎng)預(yù)計(jì)到2021年將達(dá)到66.1億美元，其中汽車?yán)走_(dá)線路板作為首要元器件，首當(dāng)其沖。

目前的傳感技術(shù)

目前的傳感器類型，可能無法達(dá)到預(yù)期。攝像頭擁有很高的分辨率，但是其檢測(cè)距離只有大約50米，激光雷達(dá)能夠檢測(cè)遠(yuǎn)處的物體，但是大多數(shù)激光雷達(dá)平臺(tái)價(jià)格昂貴、體積龐大，而且無法在黑暗或惡劣天氣條件下進(jìn)行檢測(cè)。如今的數(shù)字波束成形雷達(dá)可以在黑暗中工作，但是難以區(qū)分物體。

事實(shí)上，所有這些傳感器都很重要：它們各有其存在的理由，可以提供不同信息，因此汽車能夠平穩(wěn)、安全地運(yùn)行。但是現(xiàn)在缺少什么傳感器呢？汽車?yán)走_(dá)線路板廠認(rèn)為是遠(yuǎn)距離模擬雷達(dá)。

實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化駕駛

這家初創(chuàng)企業(yè)開始構(gòu)建模擬波束賦形雷達(dá)，以解決當(dāng)今雷達(dá)技術(shù)的固有挑戰(zhàn)，他們充分利用了Ansys HFSS仿真軟件（Ansys電磁套件的一部分）。作為Ansys初創(chuàng)公司計(jì)劃的項(xiàng)目，Metawave利用該軟件幫助研發(fā)其高性能SPEKTRA雷達(dá)。

實(shí)現(xiàn)突破

工程師在研發(fā)流程伊始就使用了Ansys HFSS，然后再次用于集成天線罩和外殼等組件。通過仿真SPEKTRA的相控陣列天線和印制電路板(PCB)式饋電網(wǎng)絡(luò)，將信息傳送到天線，Metawave預(yù)測(cè)了波束在各個(gè)角度的行為，并突破雷達(dá)規(guī)范的界限。包括：

高分辨率的窄波束可使SPEKTRA在遠(yuǎn)距離檢測(cè)相鄰目標(biāo)
低旁瓣能夠降低錯(cuò)誤檢測(cè)的可能性
高增益用于檢測(cè)更遠(yuǎn)距離的目標(biāo)
視場(chǎng)的瞬時(shí)照明可以跟蹤周圍所有目標(biāo)的方向

Metawave使用Ansys HFSS中的自適應(yīng)網(wǎng)格和3D組件功能，避免了網(wǎng)格化不足或過度而導(dǎo)致精確度降低的風(fēng)險(xiǎn)。此外，Ansys自適應(yīng)網(wǎng)格還有助于在較大模型中保留子組件參數(shù)。

因?yàn)锳nsys HFSS在同一用戶界面中包含多個(gè)求解器，并擁有簡(jiǎn)化的仿真模型設(shè)置流程，所以工程師能夠快速開始設(shè)計(jì)流程，從而縮短研發(fā)周期，降低成本。

SPEKTRA集成了Metawave的AWARE人工智能平臺(tái)，能夠以高角度分辨率遠(yuǎn)距離對(duì)物體進(jìn)行分類，甚至是彼此靠近的物體

可制造性設(shè)計(jì)

無論是像木銷一樣簡(jiǎn)單，還是像AI集成雷達(dá)一樣復(fù)雜的產(chǎn)品，產(chǎn)品的制造方式是整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)流程中需要重點(diǎn)考慮的因素。Ansys HFSS幫助Metawave工程師快速權(quán)衡多種設(shè)計(jì)的利弊，設(shè)想最終產(chǎn)品，并驗(yàn)證其性能及可制造性的假設(shè)。

具體而言，Metawave工程師希望確定原型設(shè)計(jì)能夠承受PCB制造容差要求的變化，并且仍能提供最佳性能。將Ansys Optimetrics工具箱添加到Ansys HFSS后提供了統(tǒng)計(jì)功能，使它們能夠評(píng)估提出原型的可行性、靈活性和魯棒性。

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