Le radar automobile a progressivement évolué, passant d’une simple fonctionnalité de confort à l’une des technologies de détection essentielles à une mobilité plus sûre et plus automatisée. Les premiers systèmes radar étaient principalement associés à la détection des angles morts (BSD). Aujourd’hui, le radar est appelé à prendre en charge un éventail de fonctions bien plus large, notamment le freinage d’urgence automatique (AEB), l’aide au changement de voie, l’aide au stationnement et le régulateur de vitesse adaptatif à longue portée. De nouveaux fournisseurs proposant des bandes de fréquences plus élevées, notamment les produits à 120 GHz d’ indie, permettent des utilisations pour lesquelles les systèmes à 77 GHz n’avaient pas été conçus, en particulier la perception complexe du champ proche autour de l’ensemble du véhicule. Les radars à 120 GHz coexisteront avec les produits à 77 GHz, tout en élargissant les capacités de la détection en champ proche.
Cette évolution est importante, car l'environnement routier devient de plus en plus encombré et dynamique. Conducteurs, piétons, cyclistes, trottinettes, animaux de compagnie, caddies, bordures de trottoir, portes, murs et autres véhicules occupent tous l’espace immédiat autour de la voiture. Pour le stationnement automatisé et les manœuvres à faible vitesse, un système ne doit pas se contenter de savoir qu’un objet existe. Le véhicule doit déterminer avec un haut degré de certitude où se trouvent les petits objets et les piétons, à quelle distance exacte, et s’ils sont en mouvement. C’est là que le débat autour des radars à haute fréquence prend toute son importance.
Le défi du court-distance
De nombreuses plateformes radar actuelles fonctionnent dans la bande 76-81 GHz, qui est devenue la norme de référence pour la détection extérieure dans le secteur automobile. Elle offre d'excellentes performances par tous les temps, une mesure directe de la vitesse, ainsi que des écosystèmes matures en matière de semi-conducteurs et d'antennes. Pour de nombreuses applications à longue et moyenne portée, le radar à 77 GHz reste très efficace et continuera à jouer un rôle important dans les véhicules de demain.
Cependant, les cas d'utilisation à courte portée les plus exigeants orientent la technologie radar dans une direction différente. Les applications de conduite automatisée à faible vitesse et de stationnement nécessitent des mesures précises à très proximité du véhicule. Elles doivent distinguer des objets proches les uns des autres, détecter les surfaces et les contours, et fonctionner dans des espaces très restreints tels que les pare-chocs, les angles, les bas de caisse, les rétroviseurs et les garnitures intérieures. Dans ces environnements, la taille de l’antenne, la résolution, la fréquence de mise à jour et l’intégration du système ne sont pas des considérations secondaires. Elles définissent ce que le capteur est réellement capable de fournir.
Pourquoi la fréquence de 120 GHz est différente
Le radar FMCW à 120 GHz offre plusieurs avantages liés aux principes physiques qui le rendent particulièrement intéressant pour la détection à courte portée. La longueur d’onde plus courte permet d’utiliser des antennes plus petites et des structures RF plus compactes, ce qui favorise la conception de modules de capteurs plus petits et offre une plus grande souplesse de placement. La bande passante plus large disponible peut améliorer la résolution en distance, permettant ainsi au radar de distinguer des cibles très proches les unes des autres. Parallèlement, une fréquence de fonctionnement plus élevée peut améliorer la sensibilité aux mouvements infimes et aux changements subtils de la scène.
Concrètement, cela signifie qu'un capteur radar de 120 GHz peut être conçu pour recueillir des informations plus riches à partir d'une ouverture physiquement plus petite. Il s'agit là d'une combinaison puissante pour les applications où l'intégration mécanique est difficile et où la détection se concentre dans le champ proche. Plutôt que de considérer le radar uniquement comme un détecteur d'objets à longue portée, la bande des 120 GHz ouvre la voie à une perception locale plus précise.
Déploiement dans les applications automobiles
Les premières applications dans le secteur automobile devraient se concentrer sur les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) à champ proche et le stationnement automatisé. Les véhicules doivent de plus en plus souvent détecter des bordures de trottoir, des obstacles bas, des poteaux, des murs, des rampes et des piétons à courte distance et sous des angles difficiles. Les capteurs à ultrasons ont traditionnellement assuré de nombreuses fonctions de stationnement, mais le secteur s'oriente vers des architectures de détection plus performantes, capables d'offrir un contenu informatif plus riche et des performances plus fiables dans tous les environnements.
Le radar à 120 GHz est également parfaitement adapté aux applications de détection à l'intérieur et à l'extérieur de l'habitacle. Les mêmes caractéristiques qui permettent une détection extérieure haute résolution peuvent également être mises à profit pour la détection et la surveillance à l'intérieur de l'habitacle. La grande sensibilité du radar FMCW aux micro-mouvements permet de détecter des mouvements physiologiques extrêmement infimes, notamment les mouvements thoraciques liés à la respiration et les mouvements corporels associés au rythme cardiaque. Cette capacité est particulièrement précieuse pour les applications de détection de la présence d’enfants et d’animaux de compagnie, où un nourrisson ou un animal endormi pourrait passer inaperçu avec les méthodes de détection conventionnelles. En identifiant les signes vitaux même lorsque les occupants sont immobiles ou masqués, le radar offre un niveau de sécurité supplémentaire tout en répondant aux exigences de plus en plus strictes en matière de surveillance à l’intérieur de l’habitacle.
Pour les constructeurs automobiles qui cherchent à améliorer la sécurité et l'expérience utilisateur tout en maîtrisant le nombre de capteurs installés sur le véhicule, une plateforme radar compacte capable de prendre en charge plusieurs fonctions devient de plus en plus intéressante.
Plus d'informations dans moins d'espace
L'un des principaux avantages au niveau du système réside dans la compacité. Les concepteurs de véhicules ne disposent pas d'un espace illimité pour les capteurs, le câblage, les supports, les éléments chauffants, les capots de protection et les accès pour l'entretien. Une technologie permettant de réduire la taille des antennes et d'intégrer les modules radar peut réduire la complexité mécanique et offrir davantage de liberté pour la conception du véhicule et le placement des capteurs. Cela est important non seulement pour les véhicules haut de gamme, mais aussi pour les véhicules grand public, où le coût, la facilité de fabrication et la reproductibilité sont des critères essentiels.
L'intégration au véhicule et l'esthétique constituent un autre avantage. Les systèmes à ultrasons reposent souvent sur plusieurs capteurs visibles qui nécessitent des perçages, des supports et des éléments de fixation spécifiques dans les panneaux extérieurs de la carrosserie. Les modules radar compacts de 120 GHz peuvent être dissimulés derrière les surfaces du véhicule, ce qui permet d'obtenir des designs plus épurés tout en réduisant potentiellement la complexité de la fabrication et de l'assemblage.
Au niveau du système, une meilleure résolution en champ proche peut également réduire le besoin de capteurs supplémentaires, qui alourdissent la nomenclature globale. La valeur finale d’une architecture radar ne se mesure pas uniquement au coût de la puce ou du module de capteur. Elle se mesure à la fonction du véhicule qu’elle permet, à la charge d’intégration qu’elle réduit et à la confiance qu’elle apporte au système ADAS ou à la pile de stationnement automatisé.
Une approche complémentaire, et non un substitut
L'avenir du radar ne se résume pas simplement au remplacement d'une fréquence par une autre. Le radar à 77 GHz restera une technologie importante pour de nombreuses applications de détection en extérieur pendant encore de nombreuses années. Plutôt que de remplacer les capacités radar existantes, la bande de 120 GHz devrait être déployée pour les compléter, permettant ainsi des cas d'utilisation qui nécessitent des performances précises à courte portée, des appareils plus compacts et des informations locales plus détaillées.
À mesure que les véhicules se robotisent, les constructeurs automobiles et les équipementiers de premier rang continueront à évaluer les architectures de détection en fonction de leur fonctionnalité, de leur coût, de leur format et de leurs performances. Le radar FMCW à 120 GHz vient enrichir cette boîte à outils architecturale d’une nouvelle option puissante. Il permet aux concepteurs de systèmes de dépasser les schémas traditionnels de placement des radars et de commencer à se demander où un capteur compact et à haute résolution pourrait permettre la mise en place de nouvelles fonctionnalités de sécurité et de confort.
Perspectives d'avenir
Le radar automobile est passé d’une technologie de niche d’aide à la conduite à une modalité de détection fondamentale, offrant des mesures de distance et de vitesse extrêmement précises ainsi que des performances fiables par tous les temps. Alors que les équipementiers ont initialement déployé le radar pour des applications telles que le régulateur de vitesse adaptatif et le freinage d’urgence, la prochaine génération de perception automobile exige une résolution nettement supérieure, une meilleure connaissance de l’environnement et une intégration plus poussée avec les architectures de véhicules définies par logiciel. Chez indie, nous sommes conscients que ces avancées reposent sur des décennies d’innovation et sur le déploiement accéléré de capteurs radar à haute fréquence à l’échelle mondiale. En tirant parti d’une expertise approfondie en conception RF, en traitement du signal, en conditionnement avancé, en qualification automobile, en sécurité fonctionnelle et en fabrication à grand volume, nous développons des plateformes radar complètes optimisées pour des cas d’utilisation réels dans les secteurs automobile et industriel. En adoptant une approche au niveau du système, allant de l’optimisation du bruit de phase et de la génération de formes d’onde à l’intégration des capteurs et à la préparation à la production en série, indie propose des solutions radar différenciées qui permettent la mise en œuvre de la prochaine génération de systèmes intelligents et automatisés.
Le secteur a de plus en plus besoin de capteurs capables de fonctionner de manière fiable dans des environnements difficiles, de s'intégrer dans des architectures de véhicules de plus en plus contraintes et de fournir des données exploitables aux systèmes de perception de niveau supérieur. C'est là que le radar FMCW à 120 GHz s'impose comme une avancée majeure. En permettant des implémentations plus compactes et à plus haute résolution, ainsi que des performances de détection à courte portée améliorées, la technologie radar à 120 GHz ouvre la voie à de nouvelles applications dans l'ensemble du véhicule. Grâce à ses investissements continus dans l’innovation en matière de radars à haute fréquence, indie contribue à cette évolution et permet d’exploiter pleinement le potentiel de la détection de nouvelle génération.
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