毫米波技術的案例
Ansys助力TMYTEK加速開發新一代5G和衛星通信毫米波技術
利用Ansys仿真進行快速設計驗證，可加快TMYTEK AiP產品的研發速度和上市進程
主要亮點
Ansys仿真幫助TMYTEK研發領先的毫米波解決方案，并顯著加快設計周期，以降低面向不同客戶應用開發的成本
在早期研發階段通過仿真預測AiP產品性能，減少性能微調，加快產品上市進程
領先的毫米波技術開發商稜研科技（TMYTEK）使用Ansys仿真軟件，通過快速設計驗證來提高其封裝天線（AiP）設計的性能、效率和質量。TMYTEK利用多種Ansys求解器快速改進其面向5G和衛星通信的新一代毫米波技術，從而顯著降低相關開發成本。
AiP技術將復雜的射頻組件及其相關電路集成到單個芯片設計中，這項技術對射頻系統的小型化研發非常重要，需求來自于消費類電子產品和5G網絡中的各種毫米波應用。然而，應用復雜性以及市場對尺寸更小、更緊湊電子產品日益增長的需求，要求工程師更有效地管理和驗證其AiP設計，以降低成本，并加速產品上市進程。
TMYTEK利用Ansys解決方案開發其新一代毫米波技術，包括5G開放式無線電接入網（O-RAN）、小型蜂窩天線和衛星通信用戶終端上的電子控制天線設計。Ansys幫助TMYTEK進行快速準確的AiP性能驗證，從預測熱仿真結果到寄生參數計算，再到流程自動化。
展開 5G毫米波與Sub-6GH之爭，中美為何選擇不同路線？
全球5G網絡頻段主要分為Sub-6GHz和毫米波（mmWave）兩大范圍。中國目前主要發展的是基于Sub-6GHz頻段的5G網絡，而美國則主推的5G毫米波網絡。此前網上有觀點認為，這是中美兩國在5G技術路線選擇上的對抗。另有觀點認為，美國的5G毫米波技術注定失敗，中國已放棄5G毫米波。但是事實上并非如此。
芯智訊在此前文章《Sub-6GHz網絡全面鋪開，中國為什么還要發展5G毫米波？》當中有詳細介紹Sub-6GHz和毫米波這兩種技術的優缺點，并指出這兩者并不是競爭關系，而是互補關系，同時也介紹了中國在5G毫米波技術上的部署。
5G毫米波頻段擁有從24GHz到100GHz范圍的超大帶寬，使得其具有更高的上下行速率、更低時延和靈活彈性空口配置等獨特的優勢，可以有效滿足未來無線通信對于系統容量、傳輸速率和差異化應用等需求。但是，5G毫米波也有著一些劣勢，比如毫米波的信號大氣中傳播容易受氧氣吸收、空氣濕度、雨雪霧天氣的影響，信號易衰減，同時毫米波信號的穿透力差，易受物體阻擋，而這些因素也進一步導致了毫米波信號覆蓋范圍小等問題。
相比5G毫米波，sub-6GHz雖然在高速率、低時延、海量連接等特性上要比5G毫米波頻段弱，但是其在信號衰減、穿透力、覆蓋范圍等方面要更具優勢。這也意味著，要想實現同樣廣泛的5G信號覆蓋范圍的情況下，sub-6GHz的5G基站部署密度要更低，所需的基站成本也可以更低。
簡單總結來說，可以sub-6GHz頻段來可以實現更遠的傳輸距離，實現5G網絡的更廣的覆蓋，而5G毫米波頻則適合對于高上下行速率、低時延、海量連接場等特性要求較高的景下的需求。
那么為何中國會選擇優先部署Sub-6GHz網絡，而美國則選擇了部署毫米波網絡呢？
展開 航天制造中的電鑄技術：毫米波/太赫茲器件
毫米波技術不僅應用于精確制導和導航，而且毫米波雷達得益于其較高的分辨率，可作為地基監測系統的補充，用于監測厘米級乃至毫米級的微小空間碎片。由于當前隱身飛行器的隱身效果主要針對厘米波，毫米波還具有優異的反隱身性能。
太赫茲技術在21世紀得到了飛速發展，在軍事領域天基監視雷達搭載的太赫茲設備穿透性強，可用于對地面的高分辨率成像；在天文領域，太赫茲波在宇宙空間中傳輸損耗較低，基于太赫茲技術的天文望遠鏡具有更低的噪聲背景，能接受到更豐富的信息。
隨著人類對電磁波的應用從毫米波、亞毫米波拓展到太赫茲波，各類發射機和接收機的關鍵器件尺寸也逐漸減小到微米級，這對各類關鍵器件的加工帶來了極大挑戰，也成為制約毫米波和太赫茲波應用的一個重要因素。電鑄技術以離子為最小加工單元，在微細結構的加工成形方面具有獨特的優勢，已被用于饋源喇叭、波導等關鍵器件的制造。
早在1999年，英國盧瑟福實驗室的D. S. Wilsher等在精密車削制作的芯模上先電沉積金、再電鑄銅，得到了工作頻率高達2.5 THz的波紋喇叭。日本國家天文臺的Alvaro Gonzalez等采用類似的工藝，即先通過精密加工得到電鑄鋁芯模，隨后得到電鑄厚層鎳，最后溶解鋁芯模得到波紋喇叭，并用該工藝為阿卡塔瑪陣列望遠鏡項目（ALMA）制作了頻率達到1.25~1.57 THz的波紋喇叭（圖1）。
圖1 ALMA項目使用的太赫茲波紋喇叭
除了用于制作饋源波紋喇叭，電鑄技術還被用于波導的制作。
展開 一場5G毫米波引爆的頻帶戰爭
IF與RF階段可做為RFIC的替代方案，工程師一旦有了基頻與IF解決方案，供貨商便能針對毫米波無線頭端提供更多基頻RFIC以外的選擇，但仍然十分有限。開發毫米波無線頭端需要RF與微波設計的專業技術，這與開發FPGA板所需的技術是完全不同的，因此團隊必須具備多種專業才能開發所有的必要硬件。
FPGA是毫米波基頻原型制作系統的核心組件，而且要設計可處理多重GHz信道的多重FPGA系統，將導致系統更加復雜。為了解決電信業者與通訊研究人員面臨的系統復雜度與軟件難題，NI提供一系列可配置的毫米波原型制作硬件，以及毫米波物理層原始碼，不僅能夠解釋毫米波系統基頻的基本特性，并且能簡化多個FPGA的數據遷移與處理作業，進而簡化整體作業。這些工具都有助于將新的原型轉為系統與產品，對于5G技術的開發至關重要。
結論
目前還不清楚5G技術未來將如何實現，但可確定毫米波會是其中一種技術。為了滿足數據傳輸量的需求，必須運用24GHz以上的大量連續帶寬，而且研究人員已透過原型制作展示毫米波技術可達到14Gbps以上的傳輸速率。如今最大的問題就是移動通訊要使用哪一種毫米波頻帶。ITU或許能為移動應用的5G技術設定一個頻率。如果手機只需使用一組(而非多組)芯片，就能實現涵蓋全球的通訊范圍，即可為手機制造商降低開發成本，并為消費者降低使用成本。然而，要重新分配現有頻率的成本很高。
要找到一個全球都同意使用的頻帶將會是個遠大的目標，但最終可能無法達成。由于時程緊迫，各地的電信業者選擇略過ITU的建議，直接選擇那些無法普及全球、但立即可用的頻譜。他們也利用原型制作的能力，透過現場測試制作雙向通信鏈接的原型(5G開發的關鍵部份)，進而讓研究人員能展示這項新技術，并以更快的速度標準化。
盡管仍有許多未知的問題，但可以確定的是：未來一定會布署毫米波技術，而且以極快的速度進行布署。
展開 
一文了解毫米波雷達行業發展現狀
毫米波雷達是使用工作頻段為30~300GHz、毫米波波長為1~10mm的雷達。與激光雷達相比，目前毫米波雷達技術更加成熟、應用更加廣泛、成本更加低廉；與可見光攝像頭相比，毫米波雷達的準確性和穩定性更好，價格差距也在不斷縮小。
毫米波雷達成本相對低廉、穩定好，適應全天候工作
毫米波雷達是使用工作頻段為30~300GHz、毫米波波長為1~10mm的雷達。毫米波的波長介于厘米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導和光電制導的優點。與激光雷達相比，目前毫米波雷達技術更加成熟、應用更加廣泛、成本更加低廉；與可見光攝像頭相比，毫米波雷達的準確性和穩定性更好，價格差距也在不斷縮小。尤其是毫米波雷達具有全天候全天時工作特點，無懼雨雪、霧霾、黑夜等惡劣天氣，已成為汽車高級輔助駕駛系統（ADAS）可靠性保障不可或缺的傳感器。全球毫米波雷達出貨量已經超過千萬級。
毫米波雷達工作原理
毫米波雷達發出和接收的實質上是電磁波，毫米波的頻段比較特殊，高于無線電，低于可見光和紅外線，頻率范圍在10GHz~200GHz之間，屬于微波的范疇，波長在1mm~1cm之間，毫米波的這個頻段和波長范圍及特性適合車載雷達的應用。
根據波的傳播理論，頻率越低，波長越長，繞射能力越強，傳輸距離越遠。所以與微波相比，毫米波的分辨率高、指向性好、抗干擾能力強和探測性能好。與紅外相比，毫米波的大氣衰減小、對煙霧灰塵具有更好的穿透性、受天氣影響小。這些特質決定了毫米波雷達具有全天時全天候的工作能力。
毫米波雷達通過發射電磁波并通過檢測回波來探測目標的有無、距離、速度和方位。由于毫米波雷達發射出去的電磁波是一個錐狀的波束，造成了本身一定缺陷，由于反射面較大，分辨力不高。
目前毫米波雷達電波頻率主要分為24GHz和77GHz兩種。
展開 意行半導體推民用毫米波雷達MMIC解決方案
據中國臺灣媒體報道，據廈門意行半導體科技有限公司（IMsemi Technology）首席執行官兼首席技術官楊守軍表示，其公司產品已經廣泛被車載雷達、無人機、智能交通雷達和安保雷達等領域的知名公司所采用。意行半導體于2010年成立，是中國第一家致力于研發民用毫米波雷達MMIC（單片微波集成電路）的高科技公司。
楊守軍表示，意行半導體已經發布了一個24 GHz毫米波雷達單芯片SG24TR14 MMIC，可以同時發送一個信號和接收四個信號。而且該公司已經量產SG24T1/SG24R1套片，以及可向中國相關領域客戶同時發送一個信號和接收四個信號的SG24TR12單芯片。
楊守軍表示，毫米波雷達技術有望越來越多地應用于很多國家迅速發展的智能汽車中，但是，該技術仍需要3至5年，才能看到其在自動駕駛領域的需求出現爆炸性增長。此外，毫米波雷達技術在物聯網（IoT）、智能城市、智能家居和其他消費電子領域的垂直應用領域也有很大潛力，將為中國的毫米波雷達解決方案供應商提供新的商機。
意行半導體在廈門政府提供資助的IC（集成電路）設計公共服務平臺上，打造了一個致力于測試和研發毫米波雷達芯片和系統的平臺。2017年，該公司在A輪融資中，獲得中國寶安集團（China Baoan Group）和北汽產投（BAIC Capital）等公司的大量資金支持，使得該公司能夠迅速研發大量毫米波雷達芯片解決方案和雷達系統。
來源：蓋世汽車網
展開 康謀技術 | 高效環境感知：毫米波雷達數據采集、可視化及存儲方案
<p>隨著自動駕駛技術的快速發展，自動駕駛的研發逐漸形成一整套的流程，包括<strong>數據采集，清洗標注，算法訓練，仿真測試</strong>到<strong>量產</strong>等各技術環節。通過復雜的步驟從原始數據中提出高價值的信息，其中對原始數據的精準采集是實現車輛環境感知的基石。毫米波雷達因其出色的測距、測速能力以及對惡劣天氣的魯棒性，成為不可或缺的傳感器之一。</p><p>本文將以4D毫米波雷達ARS548為例，分享毫米波雷達如何快速實現數據采集，可視化及存儲策略。關于毫米波雷達的特性可進一步了解文章<strong>《毫米波雷達技術解析》</strong>。</p><h2>一、ARS548毫米波雷達概述</h2><p><strong>ARS548</strong>是 4D高分辨率成像毫米波雷達（4D High Resolution Radar），如圖1所示。它能夠有效的測量<strong>距離（Range），速度（Velocity），水平角度（Azimuth）</strong>和<strong>俯仰角度或高度（Elevation）</strong>四個維度的信息，具備感知目標三維空間位置能力。
展開 ADAS推高毫米波雷達需求，上游企業如何跟進？
雖然國產毫米波雷達突破了部分核心技術，但畢竟剛剛起步，我國毫米波雷達產業國產化任重而道遠，不僅需要芯片、模塊、系統級廠商自身的努力，更需要全產業鏈上下游的互動和支持，以及社會資本和政府的大力扶持。希望隨著毫米波雷達產業鏈生態的不斷完善，國產毫米波雷達芯片技術將逐步滲入車載應用并實現產業化。
康謀技術 | 毫米波雷達技術解析
隨著技術的快熟發展，新一代的4D毫米波雷達通過增加對物體俯仰角度的測量，有效地彌補了這一缺陷，實現了對物體高度的識別。
所謂“4D”，是指這種雷達能夠測量目標的距離、水平方位、速度以及高度四個維度的信息。4D毫米波雷達不僅繼承了傳統毫米波雷達在各種天氣和光照條件下穩定工作的能力，以及能夠探測到被遮擋物體的優勢，還在測量精度和分辨率上實現了顯著提升。
它能夠識別更小的物體、靜止物體，甚至是空中的障礙物。這種雷達對復雜道路環境的適應性更強，這得益于其配備的縱向天線和采用的MIMO（多輸入多輸出）技術，這些技術共同作用，形成了虛擬的孔徑陣列，從而提高了對角度、速度和距離的分辨率。
四、總結
隨著技術的不斷進步，毫米波雷達正朝著更高分辨率、更低成本和更強的集成能力的方向發展，特別是在4D成像技術的應用上，它通過增加對物體高度的測量能力，顯著提升了對復雜交通環境的感知和理解。
在自動駕駛領域，毫米波雷達以其全天候的工作能力、遠距離探測性能、高精度測量以及物體識別與分類的能力，成為了實現安全、可靠自動駕駛的關鍵傳感器技術。隨著成本的降低和性能的提升，毫米波雷達不僅能夠作為其他傳感器的有力補充，還能為未來的智能出行提供了堅實的技術基礎。
展開 Synopsys、Ansys和Keysight與臺積電展開合作，通過全新毫米波參考流程提高自動駕駛系統性能
臺積電16FFC的79GHz毫米波RF設計流程將加速自動駕駛系統中射頻集成電路（RF IC）的研發
為加速研發高度可靠的高級射頻（RF）及毫米波（mmWave）設計，Synopsys公司（Nasdaq：SNPS）、Ansys（Nasdaq：ANSS）和Keysight科技公司（NYSE：KEYS）日前聯合宣布，面向臺積電16nm FinFET緊湊型技術（16FFC）推出最新的79GHz毫米波RF設計參考流程。該毫米波設計參考流程，可實現針對高級自動駕駛系統的可靠79GHz收發器集成電路（IC），這些高級自動駕駛系統都需要在無需人工干預的情況下獨立運行，如汽車雷達、5G連接、安全應用以及環境監控器等。該參考流程可為企業提供最高級別的性能、安全性和可靠性，能夠充分滿足基于臺積電領先工藝技術的毫米波RF系統需求。
Synopsys EDA產品部戰略及產品管理副總裁Sanjay Bali指出：“使用高級毫米波技術實現傳感及感知功能現代化，是實現向自動駕駛系統再進一步。我們與Ansys、Keysight和臺積電等業界領先企業密切合作，可為客戶帶來開放式的優化參考流程，而該流程可為高級毫米波設計提供卓越的設計質量。”
臺積電設計基礎架構管理事業部負責人Dan Kochpatcharin表示：“臺積電與我們的生態系統合作伙伴緊密合作，在為新一代自動駕駛系統創建高級RF及毫米波設計的過程中，應對日益增長的挑戰。我們與Synopsys、Ansys和Keysight合作的成果，將幫助客戶使用優化的前后設計流程以獲得成功的設計，而該流程充分利用了臺積電16FFC技術的電源、性能、面積及生產力優勢。”
展開 智芯文庫 | 5G 毫米波技術及基站解決方案
在 4G 時代，基站最多使用 8×8 的陣列，但到了 5G，陣列擴展到 32×32，甚至 64×64，有些毫米波應用場景的天線陣列更高。”Jenny 說。
在這些技術轉變背后，伴隨而來的是相關市場需求的增長。
如上圖所示，5G 帶來了各種各樣的需求，其中毫米波 RU 的出貨量更將獲得明顯的增長。下圖則給我們帶來了這個市場的詳細表現。
從地域上看，在 2025 年之前，主要以北美市場為主，這與美國現在已經商用了 5G 毫米波有很重要的關系。而在 2025 年之后，我們可以看到，隨著中國、日本和韓國的加大投入，亞太地區將會迎來 5G 毫米波 RU 的爆發。下圖還從功率和架構這兩個不同角度，展示了 5G 毫米波 RU 的發展趨勢。
Jenny 在會議上指出，按照發射功率和掃描角的需求，我們可以把 5G 毫米波的應用分成以下幾種：一種是高功率的城市宏基站，這種場景下對 EIRP 的要求很高，達到 65dBm。
展開 
聚焦移動和固定業務毫米波雷達干擾等關鍵性問題，毫米波雷達無線電研究（內江）外場試驗即將開展
針對上述情況，于2019年正式啟動的國家毫米波雷達無線電研究試驗項目在總體牽頭單位：車載信息服務產業應用聯盟（TIAA）的牽頭下，組織國家無線電監測中心檢測中心（SRTC）、北京理工大學、電子科技大學、上海交通大學、東南大學、經緯恒潤等幾十家企事業單位先后完成理論研究、仿真試驗、試驗室測試、外場測試方案等工作，并計劃近期在國家新型工業化產業示范基地：四川省內江市開展外場試驗，重點評估毫米波雷達同頻和鄰頻干擾串擾問題，并提出解決措施和建議供國家有關部門在頻段規劃和管理工作中參考。
本次外場試驗主要包括動態和靜態抗干擾測試，測試將針對移動（車載和機載）和固定（交通流量監控）業務雷達展開，根據參試企業前向雷達、后向角雷達在多種現實場景下的車車、車路以及和無人飛行器之間的干擾性測試數據，實時記錄測試數據并分析，同時組織全體參試單位進一步地研究毫米波雷達干擾規避、電磁兼容的相關技術要求，為解決毫米波雷達間干擾問題提供技術建議和理論支撐。
二、經緯恒潤車用毫米波雷達復雜電磁環境仿真系統解決方案
系統概述
車用毫米波雷達是駕駛輔助系統（ADAS）中的主要傳感器，已普遍應用于主動式巡航控制（ACC）、盲點檢測（BSD）、和并線輔助（LCA）系統中。
隨著車用毫米波雷達的量產裝車，以及ADAS系統的逐漸普及，雷達在實際應用中將面對越來越復雜的電磁環境。在復雜電磁環境中，毫米波雷達能否正常工作，其功能和性能是否受到影響，以及ADAS系統的可靠性是否下降，這些復雜工況需要進行評估和驗證，以確保設備和系統運行的可靠性。
展開 毫米波雷達和「圖像數據」的融合｜技術解讀篇
作者言：
由于工作的關系，一直關注自動駕駛技術中的傳感器感知算法，平時會讀相關的論文，跟蹤學術界和工業界最新的進展。
自動駕駛是近些年來非常火熱的方向，感知技術也是日新月異的發展，因此有必要系統性的梳理技術的脈絡，一方面方便自己隨時查閱，另一方面也期望和同道中人多多交流。
自動駕駛的應用中通常會包括多種傳感器，以提高系統的可靠性。
從目前來看，常用的傳感器包括可見光相機，激光雷達和毫米波雷達。這些傳感器各有優缺點，也互為補充，因此如何高效的融合多傳感器數據，也就自然的成為了感知算法研究的熱點之一。
毫米波雷達感知算法的研究起步較晚，公開的數據庫也不多，因此，目前多傳感器融合的研究主要集中在融合相機（圖像）和激光雷達（點云）的數據。
隨著毫米波雷達在自動駕駛車輛中越來越多的應用，它的數據如何與圖像進行融合，也成為了一個亟需解決的問題。
毫米波雷達的數據一般以 Point Cloud（點云）的形式呈現。理論上說這與激光雷達的點云類似，只是每個點包含的數據不同：激光雷達的點包括 X、Y、Z 坐標和反射信號強度；而毫米波雷達的點包括 X、Y（也可能有 Z）坐標，RCS（物體反射面積）和 Doppler（物體速度）。
因此，很多激光雷達和圖像的融合方法也可以用來融合毫米波雷達。
但相對于激光雷達，毫米波雷達的點云非常稀疏（幾十 vs 幾千），所以在算法上還需要一些特殊的設計。
目前來看，大多數融合算法采用點云數據作為輸入，但是也有部分工作采用更底層的雷達數據，比如 Range-Doppler-Azimuth （RAD）Tensor。
展開 毫米波雷達和「圖像數據」的融合｜技術解讀篇
知圈 | 進“電子電氣群”請加微13636581676,備注架構
作者言：
由于工作的關系，一直關注自動駕駛技術中的傳感器感知算法，平時會讀相關的論文，跟蹤學術界和工業界最新的進展。
自動駕駛是近些年來非常火熱的方向，感知技術也是日新月異的發展，因此有必要系統性的梳理技術的脈絡，一方面方便自己隨時查閱，另一方面也期望和同道中人多多交流。
自動駕駛的應用中通常會包括多種傳感器，以提高系統的可靠性。
從目前來看，常用的傳感器包括可見光相機，激光雷達和毫米波雷達。這些傳感器各有優缺點，也互為補充，因此如何高效的融合多傳感器數據，也就自然的成為了感知算法研究的熱點之一。
毫米波雷達感知算法的研究起步較晚，公開的數據庫也不多，因此，目前多傳感器融合的研究主要集中在融合相機（圖像）和激光雷達（點云）的數據。
隨著毫米波雷達在自動駕駛車輛中越來越多的應用，它的數據如何與圖像進行融合，也成為了一個亟需解決的問題。
毫米波雷達的數據一般以 Point Cloud（點云）的形式呈現。理論上說這與激光雷達的點云類似，只是每個點包含的數據不同：激光雷達的點包括 X、Y、Z 坐標和反射信號強度；而毫米波雷達的點包括 X、Y（也可能有 Z）坐標，RCS（物體反射面積）和 Doppler（物體速度）。
因此，很多激光雷達和圖像的融合方法也可以用來融合毫米波雷達。
但相對于激光雷達，毫米波雷達的點云非常稀疏（幾十 vs 幾千），所以在算法上還需要一些特殊的設計。
展開 毫米波雷達的概念和工作原理
毫米波（Millimeter-Wave，縮寫：MMW），是指長度在1~10mm的電磁波，對應的頻率范圍為30~300GHz。如圖2，毫米波位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，所以毫米波兼有這兩種波譜的優點，同時也有自己獨特的性質。毫米波的理論和技術分別是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發展。
圖2 電磁波譜根據波的傳播理論，頻率越高，波長越短，分辨率越高，穿透能力越強，但在傳播過程的損耗也越大，傳輸距離越短；相對地，頻率越低，波長越長，繞射能力越強，傳輸距離越遠。所以與微波相比，毫米波的分辨率高、指向性好、抗干擾能力強和探測性能好。與紅外相比，毫米波的大氣衰減小、對煙霧灰塵具有更好的穿透性、受天氣影響小。這些特質決定了毫米波雷達具有全天時全天候的工作能力。
來源：電子發燒友
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