汽車應(yīng)用領(lǐng)域的 eCall 設(shè)計對于很多工程師來說還是比較復(fù)雜的,今天就聊聊增強式 eCall 汽車如何設(shè)計更加最簡單,分享一些射頻設(shè)計專業(yè)知識和集成解決方案,幫助應(yīng)對 eCall 應(yīng)用中一些嚴(yán)苛的產(chǎn)品挑戰(zhàn)。
什么是 eCall?
e-Call 是歐洲的一種車輛緊急呼叫系統(tǒng),可在交通事故中提供快速援助。其目標(biāo)是保障生命安全、減輕傷害以及減少財產(chǎn)損失。
工作原理:當(dāng)發(fā)生事故時,它會通過車輛的傳感器自動激活緊急呼叫或 eCall。然后,該系統(tǒng)會自動打電話給歐洲急救服務(wù)112呼叫中心。將會有一條電話線接通急救中心,通過全球定位系統(tǒng)發(fā)送事故確切位置的詳細(xì)信息。接下來,緊急調(diào)度中心會向該地點提供適當(dāng)?shù)脑?/p>
自 2018 年起,在歐盟銷售的所有汽車和貨車都必須安裝 eCall 系統(tǒng)。其基本理念就是縮短應(yīng)急響應(yīng)時間,以減少傷亡等事故。
從可靠性角度來看,eCall 系統(tǒng)必須具有靈活性,因為當(dāng)事故發(fā)生時,電池的電源線可能會被切斷,電子設(shè)備可能會斷開連接或損壞。因此,需要小型電池之類的備用電源,以便 eCall 系統(tǒng)能夠在惡劣環(huán)境條件下有效運行。
傳統(tǒng)的緊急呼叫方法
傳統(tǒng)的 eCall 系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計方法面臨的一些挑戰(zhàn):
1.FR4-PC 板材料要求精心匹配,從而會增加插入損耗,降低性能。
2.額外的匹配和電源電路會提高系統(tǒng)的散熱溫度,從而限制系統(tǒng)的整體性能。
3.當(dāng)針對不同的天線配置來配置開關(guān)陣列時,設(shè)計靈活性就會受到限制。
4.與非雙卡雙通 (DSDA) 相比,在實現(xiàn)更高端設(shè)計模型的通用布局方面,DSDA 的能力比較有限。
解決方案通過集成應(yīng)對挑戰(zhàn)
通過在一些射頻路徑上實現(xiàn)簡單集成,可輕松地解決復(fù)雜性問題。雖然這種方法明顯減少了一些復(fù)雜性、路徑損耗和匹配挑戰(zhàn),但對您的設(shè)計改進沒有多大的幫助。如圖 1中所示,集成一些開關(guān)確實有助于減少匹配,無需使用許多 GPIO 控制,用更少的 MIPI(MIPI — 移動產(chǎn)業(yè)處理器接口)控制來代替,并減少開關(guān)的數(shù)量。這種方法還可以節(jié)省成本,盡管與完全集成的方法相比,實現(xiàn)的成本節(jié)省非常少。
圖 1:具有一定集成度的 eCall 開關(guān)架構(gòu)示例
如圖 2 和 3 中所示,采用完全集成的方法可實現(xiàn)圖 2 所示集成無法實現(xiàn)的更多改進。圖2 采用 DSDA 開關(guān)選項架構(gòu),減少了前端匹配和射頻損耗,使用一個 RFFE MIPI 控制,將所有分頻器集成在一個封裝內(nèi),并減少了材料成本和設(shè)計時間。
圖 2:完全集成的 eCall 開關(guān)架構(gòu)示例 — 使用引腳兼容的可選 DSDA (QPC1252Q)
圖 3 所示設(shè)計與圖 2 類似,但未集成 DSDA 開關(guān)選項架構(gòu)。然而,它仍需要少量的射頻前端匹配,以提供圖 2 中所示的所有優(yōu)勢。
圖 3:完全集成的 eCall 開關(guān)架構(gòu)示例 — 使用非 DSDA (QPC1251Q) 路由開關(guān)
Qorvo 擴大汽車 eCall 解決方案組合,以改善緊急通信
Qorvo 面向緊急呼叫 (eCall) 的高性能寬帶天線開關(guān)有助于確保在事故發(fā)生后與救生服務(wù)保持連接。利用這些開關(guān),車輛的主蜂窩信號能夠自動中繼(或熱切換)至未受損的汽車天線,以尋求幫助。
Qorvo 汽車系列產(chǎn)品新增了 QPC1220Q 高線性度寬帶雙刀四擲 (DP4T) 天線路由開關(guān),它的工作范圍完全符合 AEC-Q100 2 級汽車認(rèn)證要求。它具有高達 +34 dBm 的熱切換能力,非常適用于所有遠(yuǎn)程通信控制單元 (TCU) eCall 和天線路由配置。此外,它還可以減少高達 1 dB 的插入損耗,從而盡可能提高傳遞到外部 eCall 天線陣列的有效功率,即使在信號覆蓋受限的區(qū)域,也可以實現(xiàn)更好的蜂窩和 5G 連接。
靈從電子角度來說,我們的汽車越來越復(fù)雜,基本上成為一種新型移動設(shè)備。隨著射頻連接基礎(chǔ)設(shè)施日益普及,我們的汽車將更加安全,彼此之間以及與我們現(xiàn)有無線生態(tài)系統(tǒng)之間的連接也更加緊密。
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