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雷达芯片

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雷达,也被称为“无线电定位”,即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。雷达芯片,是基于雷达频率应用的微型传感器。在军事上可通过操纵雷达来测定目标预警跟踪、引导导弹追踪、保护军事硬件免受核辐射和太阳辐射等,在民用中,可用于汽车、机器人和智能手机等领域。



雷达芯片分类



因为雷达一般为军用,其内部结构保密性较高,雷达芯片分类只能依据雷达类型来判断了。雷达种类繁多,分类的方法也非常复杂。


通常可以按照雷达的用途分类,如预警雷达、引导指挥雷达、搜索警戒雷达、炮瞄雷达、机载雷达、测高雷达、战场监视雷达、无线电测高雷达、雷达引信、气象雷达、航行管制雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等。


1.按照角跟踪方式分类,有单脉冲雷达、圆锥扫描雷达和隐蔽圆锥扫描雷达等。

2.按照天线扫描方式分类,分为机械扫描雷达、相控阵雷达等。

3.按照雷达信号形式分类,有脉冲雷达、连续波雷达、脉部压缩雷达和频率捷变雷达等。

4.按照目标测量的参数分类,有测高雷达、二坐标雷达、三坐标雷达和敌我识对雷达、多站雷达等。

5.按雷达频段分,可分为超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达以及激光雷达等。

6.按照雷达采用的技术和信号处理的方式有相参积累和非相参积累、动目标显示、动目标检测、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达、边扫描边跟踪雷达。




毫米波雷达芯片



毫米波雷达技术被广泛的应用在深空卫星通信,以及军用通讯。到今天为止,60G以上的毫米波的技术西方对于中国是禁运的,这对中国民用领域毫米波技术应用有很多的门槛。毫米波雷达在汽车当中的应用,是民用当中应用最广泛的。


毫米波雷达从上世纪起就已在高档汽车中使用,现已被广泛应用在高级驾驶辅助系统(ADAS)中。ADAS系统需要多种传感器配合工作,毫米波雷达由于其众多优势,成为ADAS不可或缺的核心传感器,也是自动驾驶中的关键传感器。


因为国外厂家发展的比我们早,有很多的积累,目前在芯片跟系统这两个层面都实现了垄断。而且在商用策略上有很多的优势。毫米波芯片方面,目前国外的芯片厂商对我们采用的是限代和限制销售的策略。


既使是销售的话,它也是实现了代差销售,不会把最新的一代拿出来,拿出来的都是落后一代甚至两代的产品。国内所有的做毫米波雷达系统的厂家,基本上都存在这个情况。


当然,近两年,国内已经取得了一定突破。像北京行易道科技有限公司成功自主开发了第二代 77GHz 车载毫米波雷达样品,已经装配在北汽的无人车上。杭州智波科技已推出 24GHz 民用雷达产品,主要应用在无人机当中,并曾在自动驾驶汽车上进行紧急制动的实测。深圳卓泰达研发出国内首创的军工级领先技术RCC毫米波雷达。



动脉博雷达



动脉雷达是大健康领域应用于可穿戴设备上的传感器件。可精确采集浅表动脉的脉搏波。将动脉雷达灵活应用,配合自研算法,我们可以进一步获得个人血压变化趋势,以及臂踝脉搏波传导速度(baPWV)等动脉硬化监测指标,为下一代严肃的可穿戴以及便携式医疗设备打开了广阔的想象空间。



血压追踪性能



做医疗健康硬件的感觉就像在相亲,参战的回合越多,标准也就越高。过去,通过一堆高学历同事们对脉搏波波形分析的艰苦攻关,我们能捕获小幅度的血压变动,在真实血压波动10mmHg以下的时候,体现出一定追踪性能:


不过当血压有重大抬升的时候,之前的方法就显得有点力不从心了。但是看到海内外同僚们在各个健康领域的表现,我们从最初消费级的定位脱身,向着更加严肃的方向进发。




我国雷达芯片产业链



因为雷达芯片多用于军用,因此其产业链是军工芯片的。军工芯片产业链大致可分为:整机厂、分系统承包商、核心模块和元器件供应商这三类,相互之间的业务层级明确,从上而下依次传递产品需求,从下至上依次交付合格产品。军工电子产品,尤其是应用于现代化武器作战平台上的核心电子组件和小型系统级产品,一般为定制化军用大规模集成电路,绝大多数军用集成电路属于专用集成电路的范畴分类。据统计,在美国国防部研制的新型电子系统(包括导弹制导装置、雷达、战斗机载电子设备等)中,将近80%的非存储器电路都是专用集成电路。



雷达芯片产业现状:国产化率不足



过去较长的一段时间里,我国军用芯片的研制,往往只能在参照国外产品功能及接口的基础上,采取逆向设计的方法实现功能仿制,产品的各种性能参数等技术指标基本不可能完全一致。对于产品设计时就已经选用了进口器件,因停产禁运等原因需用国产器件替代的,往往由于存在差异或未有使用经历,导致很多国产军用芯片替代较为困难。与此同时,国内科研机构在一些重点领域取得一些突破,如军用CPU、自主可控DSP、军用GPU等。



雷达芯片产业链:设计为主导,先发优势明显



雷达芯片产业链三环节垂直分工,IC设计为主导。芯片作为一项相对来说军民通用的电子器件,产业链在军用和民用领域没有显著的差异。雷达芯片产业链也分为芯片设计、芯片制造和封装测试三个环节,上游的设计公司按照客户要求设计出电路和版图,然后由中游的加工制造厂将其建造在硅片上,硅片再送往下游的后工序厂进行封装测试,最后制成客户所需要的产品。


受限于半导体技术和工艺,我国军工芯片自给率较低,加之国外芯片封锁和在役在研芯片停产断档,军工芯片国产化刻不容缓。



军工芯片或可称为自主可控芯片突破口



尽管我国民用集成电路设计业经过发展已取得了不俗的成绩,但在微处理器(MPU)、半导体存 储器、可编程逻辑阵列器件(FPGA)和数字信号处理器(DSP)等大宗战略产品上,产品尚未进 入主流市场,产品性能和国际先进水平的差距依然十分巨大。 在核心元器件层面,军工芯片或可成为芯片国产化的突破口。



军工芯片技术趋势和未来突破方向



随着半导体技术的不断发展,军工芯片包括雷达芯片也在不断进行发展和突破。在模块层级,看好将完整系统集 成在一块芯片的 SoC 技术和将多个芯片及器件封装在一起的 SIP 技术;在元器件层级,应用广泛、 国产化难度很大的 FPGA 是未来急需突破的主要方向。


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雷达芯片栏目提供各种类型雷达芯片介绍,如毫米波芯片雷达、动脉博雷达,中国及世界雷达芯片产业链、技术发展状况,等相关技术知识与行业产业热点。
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