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Mentre la tecnologia radar sulle automobili prolifera, così come problemi di interferenza

Meno costosa, computazionalmente meno impegnativa e impermeabile a quasi tutte le condizioni ambientali, la tecnologia radar offre un vantaggio convincente in molte applicazioni di sicurezza automobilistica. Non c’è da meravigliarsi, quindi, che rappresenti più di un terzo del mercato automobilistico dei sensori per evitare le collisioni, secondo Grandview Research.

Le principali applicazioni in cui il radar viene attualmente utilizzato sono il cruise control adattivo, il rilevamento di punti ciechi, l’avviso di collisione in avanti, l’assistenza al parcheggio intelligente, la frenata di emergenza autonoma e altri sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS).

E la sua quota di mercato è in aumento: la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) ha annunciato che tutte le case automobilistiche forniranno collision avoidance entro il 2022 e l’ulteriore sviluppo di veicoli autonomi presenterà ancora più opportunità.

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Ma come l’uso della tecnologia radar in auto aumenta—e quindi il numero di sensori che operano in prossimità di ogni altro allo stesso tempo—così fa il potenziale per un aumento dei livelli di interferenza. E le interferenze possono avere un impatto proprio su ciò che è fondamentale per ottenere il diritto nelle applicazioni di sicurezza: le prestazioni di rilevamento.

La preoccupazione per questo problema specifico ha spinto la NHTSA a condurre uno studio sulla congestione radar. Pubblicato a settembre 2018, i risultati dello studio mostrano che i livelli di interferenza basati sul funzionamento degli attuali sistemi in ambienti congestionati saranno significativi.

Ecco come funziona: supponiamo, ad esempio, che due auto si avvicinino a un incrocio, l’una di fronte all’altra. Entrambe le auto hanno un sensore radar dall’aspetto frontale che opera nella banda 76-77 GHz. Entrambi i sensori dovrebbero inviare segnali nella banda 76-77 GHz e i segnali riflessi dagli oggetti (corpo metallico dell’altra vettura, in questo caso) tornano a ciascun sensore per l’elaborazione per confermare il rilevamento dell’auto nella parte anteriore.

Interferenze o cross-talk si verifica quando un sensore cattura i segnali dall’altro sensore con le proprie riflessioni dall’oggetto. Se l’interferenza viene ignorata, il risultato potrebbe essere un oggetto mancato, un rilevamento falso o la manifestazione di un bersaglio fantasma, che è un riflesso del bersaglio reale.

Il rapporto NHTSA ha osservato che ” Fino a questo punto, è stata prestata attenzione a far funzionare la tecnologia e non è stata data molta considerazione all’impatto reciproco dell’infrastruttura autostradale e dei sistemi di sicurezza quando implementati.”

Ma ciò non significa che varie strategie non siano sotto indagine attiva.

Oggi i fornitori di componenti e i progettisti di sensori radar stanno esaminando diversi approcci per rilevare e mitigare le interferenze. Il rapporto ha rilevato diversi, tra cui:

  • Una tecnica concentrata sulla rilevazione delle interferenze e riparazione ricevitore risultati nel dominio del tempo
  • Tratto di elaborazione, che abbassa i sistemi in generale, e signal-to-noise ratio
  • Digital Beam Forming, che permette il radar per limitare il ricevitore spaziale del campo di vista

Per ottenere una prospettiva di settore con il pensiero attuale intorno al rilevamento delle interferenze di mitigazione, abbiamo parlato con Sneha Narnakaje, Direttore commerciale, Direttore Marketing, Automotive, Radar, della Texas Instruments.

“Man mano che aumenta il numero di sensori radar per auto e aumenta il numero di auto con funzionalità ADAS, TI concorda anche sul potenziale rischio di interferenze o cross talk”, ha affermato Narnakaje.

Namakaje ha osservato che esistono approcci all’interno di organismi di regolamentazione specifici per regione/paese per distribuire il radar in modo più efficiente a seconda dell’applicazione. “La FCC ha ampliato lo spettro disponibile per i radar veicolari, per includere l’intera banda 76-81 GHz, con 76-77 GHz regolata per veicoli in movimento e funzioni ADAS”, ha detto Namakaje.

Per i rilevamenti a lungo raggio e le condizioni autostradali, è possibile utilizzare 76-77 GHz, ha osservato, mentre per i rilevamenti a corto raggio e le condizioni urbane, è possibile utilizzare 77-81 GHz. “La gestione o il monitoraggio del traffico potrebbero utilizzare la banda 60 GHz senza licenza, quindi l’utilizzo del sensore è distribuito su bande di frequenza e l’ambiente diventa meno soggetto a interferenze o diafonia. Anche l’orientamento di installazione del sensore sulla vettura avrà anche un ruolo nell’ambiente di interferenza.”

Ha osservato che ci sono anche sviluppi nelle architetture di chip mirati ad aiutare a mitigare le interferenze.

TI, ad esempio, ha affermato che ci sono vantaggi in termini di prestazioni nell’utilizzo della sua architettura in banda base complessa nei sistemi radar a forma d’onda continua modulata in frequenza (FMCW). ADAS utilizza questo tipo di sensore, che è meno incline (anche se non immune) alle interferenze a causa delle onde continue.

La tecnologia è stata progettata principalmente per motivi di prestazioni RF, ma gli ingegneri TI hanno trovato un modo per sfruttare questa architettura per rilevare le interferenze in modo più accurato ed efficiente e affrontarle.

E questo è esattamente ciò su cui l’industria sta concentrando i suoi sforzi ora.