廠商們需要的天線數量出現了幾何級的增長。汽車制造商瘋狂做加法,但對于一些較為傳統的功能,它們卻又不舍得砍掉。
到底需要多少天線才能讓一輛汽車擁有安全可靠的自動駕駛能力?
這可不是個笑話,愛爾蘭天線技術供應商Taoglas 認為,在接入5G 網絡的情況下,下一代聯網汽車至少需要18 條天線。Taoglas 成立于2007 年,它是工業應用領域天線技術的領導者,目前公司一半的業務都來自交通領域,產品主要被在卡車、大巴和汽車等車輛上。
即使沒有5G 網絡,汽車制造商設計的聯網汽車也搭載了多種不同網絡連接方式的天線,包括蜂窩網絡、Wi-Fi,用于導航的GPS,緊急呼叫系統,衛星廣播以及AM/FM,倒車雷達,藍牙,DSRC以及V2V/V2X應用。
前不久,Taoglas 推出了名為Axiom 的參考設計,它是一款緊湊型的多天線(9 天線)解決方案。
注:Axiom 9合1多天線參考設計
天線越多越好
OEM 商們近些年來對網絡連接技術的需求有什么變化?
Taoglas 公司CEO Dermot O’Shea 回答得簡潔干脆:廠商們需要的天線數量出現了幾何級的增長。汽車制造商瘋狂做加法,但對于一些較為傳統的功能,它們卻又不舍得砍掉。
舉例來說,現在基本上沒人使用車上的AM/FM 功能,因為大家都轉向了網絡電臺或衛星廣播,但這項功能依舊會保留在車輛配置清單中。
雖然天線需求量變大了是好事,但也給供應商們帶來了巨大的挑戰,因為它們的解決方案必須保持苗條“身材”,同時天線模組的安裝難度還要不斷降低,價格也得足夠實惠。最重要的是,天線陣列在性能上“必須足夠強悍”。
市場研究公司IHS Markit 車載電子部門首席分析師Luca De Ambroggi 同意這一觀點。“從五年前開始,‘聯網能力’在車輛上扮演的角色突然發生了變化,因為車輛需要的嵌入式解決方案和技術變得越來越多。”他解釋。“手機不再是車輛聯網的中樞,汽車自己成了一座行走的信號塔。”
De Ambroggi 指出,這些網絡連接解決方案的裝車率會越來越高。“它們不只是高端車型的標配,還會逐漸進入中低端的車型。”
De Ambroggi 認為,這一普及化過程是由多種因素推動的,其中就包括元器件成本降低和芯片集成度提高。同時,汽車制造商正在經歷功能升級,它要從簡單的信息娛樂功能(如熱點和手機藍牙配對等)升級到更為復雜的系統(如車輛OTA 升級和在線診斷等)。此外,在不久的將來,V2V 和V2X 等技術的應用和AI 采集數據的需求也會推動此類產品的普及。
O’Shea 認為,汽車OEM 商和一級零部件供應商過去在網絡連接技術領域沒有豐厚的積累,現在智能駕駛的到來正在迫使他們“抓緊補課”。
汽車用到的天線和智能手機有什么不同?
既然智能手機那么小的設備已經能整合進多天線系統了,把它放進那么大的汽車里有什么難的呢?
你別說,還真沒那么容易。O’Shea 指出,首先車載天線的安全標準更高,它需要經受住溫度和震動的長期考驗,而智能手機的安全標準要低得多,畢竟誰的手機也不會被放在太陽下暴曬或長期停在雪地。
其次,現在的汽車已經不是簡單的鐵皮車了,這就意味著天線可以由早年車頂的“鯊魚鰭”縮進車內。因此,天線供應商們不能只做萬金油型的解決方案,它們需要根據車頂的弧度對天線模組進行調整,此外有的廠商還要將天線模組安裝在外后視鏡、后備箱、保險杠甚至儀表盤里,這就加大了天線供應商們的開發難度。
“自動駕駛時代對車載天線性能和可靠性的要求就更高了,畢竟一旦斷了連接,車輛的安全功能可能就會受影響。”De Ambroggi 補充道。除了上述問題,“氣溫、惡劣的環境和電磁兼容性等問題也需要解決。”
De Ambroggi 表示:“假設我們將天線安在車輛頂棚里,它們就必須經受105 C°的高溫。此外,震動和電磁干擾等也是天線的大敵。最重要的是,車輛會處在不斷的移動中,一旦速度快起來,天線接收或發送信號的能力就會減弱。”
“如何以足夠有競爭力的成本造出高效的天線并將它們塞進一個緊湊的空間中是汽車制造商射頻團隊的第一要務。”O’Shea 總結道。
這就是Axiom 誕生的原因,制造商可以拿它當參考設計,根據自己的需要設計出相應的多天線陣列。這樣的解決方案有一大優勢,那就是可以幫廠商節省幾個月的測試時間。
(原文發表于EETimes,參考原文:Autonomous Cars Tackle Antenna Glut)