СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2016

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2016 Почему КВЧ? Для несущей частоты Показатель ослабления, дБ/км 100 10 1 0,1 10 ГГц 100 ГГц 1 ТГц Частота 10 ТГц 100 ТГц Туман 0,1 г/м 3 КВЧ ИК Видимый Скоро автомобили научатся «видеть» В ближайшем будущем автомобили смогут «видеть» и идентифицировать объекты вокруг себя в любых условиях, в том числе в тёмное время суток, в ливень или сильный туман. Они будут автоматически синхронизировать свою скорость со скоростью потока и помогут водителю менять полосу движения. Кроме того, авто сами будут оттормаживаться, если дорогу им перебежит пешеход. Всё это произойдёт благодаря новым разработкам радарных микросхем. Дорожное движение будет безопаснее для всех, а автономное вождение станет ближе ещё на шаг. Ян Провост, Imec Перевод: Игорь Матешев Рис. 1. Особенности распространения сигнала в атмосфере Imec, Европейский центр нанотехно- логий в Лувене (Бельгия), разработал первый в мире радарный передатчик на 79 ГГц на простых 28-нанометровых КМОП с выходной мощностью свыше 10 дБм. Проще говоря, это первая мас- совая радарная микросхема с высокой разрешающей способностью. Радарные микросхемы существу- ют уже давно. Но до сих пор их изго- тавливают в небольших объёмах и по спецтехнологиям, которые делают их довольно дорогими. В основном радарные микросхемы производятся для военной техники, но постепенно начинают появляться и в автомобилях, пока, правда, только в представителях премиум-класса. Теперь появились радары, сделанные по современной массовой технологии, а благодаря большим объёмам произ- водства их себестоимость невысока. Эти радары настолько малы, что их лег- ко можно встроить не только в автомо- биль, но и, например, в шлем велосипе- диста, камеру обнаружения или в такие элементы инфраструктуры, как автома- тические светильники или электроме- ханические дверные замки. Но главная надежда разработчиков радарных микросхем – активное при- менение их в робототехнике. Автоном- ные беспилотники, как воздушные, так и наземные, смогут доставлять посыл- ки, выполнять операции складиро- вания, уборки и многие другие. Кро- ме того, расширятся возможности их применения для разного рода контроля и наблюдения. Радар с высокой разре- шающей способностью сделает навига- цию для роботов по-настоящему авто- номной в любых условиях. Ч ТО ТАКОЕ РАДАРНАЯ МИКРОСХЕМА ? В любом смартфоне есть набор микросхем и антенн, отвечающих за беспроводную связь. Они переда- ют информацию в форме радиоволн и принимают радиоволны определён- ной частоты, преобразуя их обратно в информацию. Те же электромагнитные волны, кото- рые мы используем для связи, можно использовать в качестве радара. Пере- даваемый сигнал всегда частично отра- жается от окружающих объектов. Если мы сможем распознать это эхо и вычис- лить пройденное сигналом расстоя- ние, то мы получим радар – устрой- ство, способное распознавать объек- ты вокруг нас. Беспроводная связь широко распро- странена, доступна и очень популяр- на. Отчасти так получилось благодаря тому, что в своё время производители договорились о единых стандартах обмена данными. Сейчас такой же диа- лог ведётся и в области радиолокации. Сегодня компании-производители поч- ти достигли договорённости использо- вать полосу частот 79 ГГц. З АЧЕМ ИСПОЛЬЗОВАТЬ СИГНАЛ В 79 ГГ Ц ? Волны частотой 79 ГГц и в целом КВЧ-диапазон выбран по двум при- чинам. Во-первых, из-за особенностей их распространения в атмосфере. Все вол- ны, которые проходят через атмосфе- ру, ослабляются. КВЧ-волны затухают даже больше, чем видимый свет. Так зачем же их использовать? Затем, что они гораздо лучше распространяются сквозь туман, снег и даже при сильном дожде. Видимый свет в таких условиях почти полностью блокируется, а мил- лиметровые волны проходят без про- блем. То есть высокочастотные радио- волны дают возможность радару видеть там, где мы сами не можем (см. рис. 1). Во-вторых, КВЧ-волны дают лучшее разрешение. Стоимость разработки микросхемы, которая охватывает 5% от 79 ГГц, составляет примерно столь- ко же, сколько разработка такой же микросхемы для частоты в 2 ГГц. Одна-