關(guān)注公眾號(hào)，點(diǎn)擊公眾號(hào)主頁(yè)右上角“ ··· ”，設(shè)置星標(biāo)，實(shí)時(shí)關(guān)注智能汽車電子與軟件最新資訊
來(lái)源：合肥中科微電子創(chuàng)新中心有限公司??周憶鑫?? ? ? 隨著 ADAS 市場(chǎng)滲透率快速提升，核心零部件的毫米波雷達(dá)市場(chǎng)需求也進(jìn)入快速上升通道。在L1-L3級(jí)自動(dòng)駕駛中，毫米波雷達(dá)被用于目標(biāo)偵測(cè)和目標(biāo)分離，從而實(shí)現(xiàn)各種ADAS主動(dòng)安全應(yīng)用，在L4-L5級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中搭載毫米波雷達(dá)成像技術(shù)。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提高和多種主動(dòng)安全應(yīng)用的搭載，長(zhǎng)距（LRR）、中距（MRR）、短距（SRR）車用毫米波雷達(dá)的裝配數(shù)量會(huì)大幅提升，并最終實(shí)現(xiàn)360度全覆蓋化。相比于國(guó)外企業(yè)，車載毫米波雷達(dá)在國(guó)內(nèi)仍處于起步階段，民用的毫米波雷達(dá)追求系統(tǒng)的小型化和低成本。90 年代,77GHz 毫米波雷達(dá)采用的還是砷化鎵 (GaAs) 的工藝，一個(gè)毫米波雷達(dá)中，配7-8顆以上的前端射頻芯片，再配上3-4顆基帶芯片，成本非常昂貴；2000 年初，鍺硅 (SiGe) 工藝快速發(fā)展，同時(shí)也得益于集成度的提高，毫米波雷達(dá)成本不斷下探,但依舊不夠親民；由于技術(shù)水平提高、應(yīng)用場(chǎng)景拓展，需求量的激增又降低了產(chǎn)品成本，最終將 CMOS 工藝的毫米波雷達(dá)芯片推上了歷史舞臺(tái)。
? ??? 毫米波雷達(dá)通過(guò)天線發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波（FMCW），經(jīng)目標(biāo)反射后接收到的回波與發(fā)射波存在一個(gè)時(shí)間差，利用該時(shí)間差可計(jì)算出目標(biāo)距離。通過(guò)信號(hào)處理器分析發(fā)射與反射信號(hào)的頻率差異，基于多普勒原理，可以精確測(cè)量目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)一步通過(guò)多目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤算法，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)分離與跟蹤。
? ? ? ?車載毫米波雷達(dá)通過(guò)天線向外發(fā)射毫米波,接收目標(biāo)反射信號(hào),經(jīng)后方處理后快速準(zhǔn)確地獲取汽車車身周圍的物理環(huán)境信息(如汽車與其他物體之間的相對(duì)距離、相對(duì)速度、角度、運(yùn)動(dòng)方向等),然后根據(jù)所探知的物體信息進(jìn)行目標(biāo)追蹤和識(shí)別分類,進(jìn)而結(jié)合車身動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,最終通過(guò)中央處理單元(ECU)進(jìn)行智能處理。經(jīng)合理決策后，以聲、光及觸覺(jué)等多種方式告知或警告駕駛員，或及時(shí)對(duì)汽車做出主動(dòng)干預(yù)，從而保證駕駛過(guò)程的安全性和舒適性，減少事故發(fā)生率。圖二? 毫米波雷達(dá)在自動(dòng)駕駛中的工作流程?? ? ?目前，車載毫米波雷達(dá)工作頻率一般為 24GHz 和 77GHz， 24GHz 毫米波雷達(dá)應(yīng)用于盲區(qū)探測(cè)（BSD）、輔助變道（LCA）等場(chǎng)景，77GHz 毫米波 雷達(dá)應(yīng)用于前向碰撞預(yù)警（FCA）、自適應(yīng)巡航（ACC）等場(chǎng)景。根據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）和聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）制定的頻譜法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，24 GHz 車載雷達(dá)將逐漸退出美國(guó)和歐洲市場(chǎng)，被 77 GHz 車載雷達(dá)取代。Yole Développement 預(yù)測(cè)，全球車載雷達(dá)市場(chǎng)到 2025 年將達(dá)到 86 億美元，年復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá) 15.6％如圖三所示。此外，波長(zhǎng)更短、探測(cè)精度更高的 79GHz 毫米波 雷達(dá)是未來(lái)行業(yè)突破的熱點(diǎn)之一。隨著技術(shù)的發(fā)展與成熟，毫米波雷達(dá)天花板日益凸顯，未來(lái)技術(shù)領(lǐng)域突破較小。圖三? ?Yole Développement對(duì)球車載雷達(dá)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)? ? ?長(zhǎng)期來(lái)看，車用毫米波雷達(dá)最終會(huì)統(tǒng)一到76-81GHz頻段上，原因主要有兩方面：? ? （1）24GHz在帶寬和使用范圍上受限。我國(guó)工信部對(duì)24GHz車用雷達(dá)的頻段劃分為24.25-26.65GHz，帶寬為2.4GHz，擴(kuò)展空間有限。另外，我國(guó)射電天文臺(tái)址周圍5公里范圍內(nèi)，禁止使用24GHz短距離車用雷達(dá)設(shè)備。? ? （2）76GHz-81GHz技術(shù)優(yōu)勢(shì)。76GHz-81GHz相比于24GHz，物體分辨準(zhǔn)確度提高2-4倍，測(cè)速和測(cè)距精確度提高3-5倍，能檢測(cè)行人和自行車；且設(shè)備體積更小，更便于在車輛上安裝和部署；該頻段是全球裝配永久認(rèn)可的權(quán)威頻段，因此更適用于全球車輛平臺(tái)。采用MIMO（多輸入多輸出）陣列掃描技術(shù)的79GHz成像雷達(dá)還可以獲得目標(biāo)的高度信息，從而實(shí)現(xiàn)真正意義的毫米波成像，79GHz成像雷達(dá)將成為未來(lái)車用中短距離MRR和SRR的主流，與攝像頭、激光雷達(dá)結(jié)合實(shí)現(xiàn)多傳感器融合。? ? ? 77GHz毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)：? ? ?√帶寬更寬：與可用頻率為24GHz的200 MHz帶寬相比，77GHz的帶寬明顯更高；? ? ?√尺寸更小：相同的應(yīng)用條件下，77GHz天線板的尺寸更小；? ? ?√波束更窄：77GHz具有較高的RF頻率，在相同的應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)更窄的波束。? ? ? 高分辨率一直是毫米波雷達(dá)的技術(shù)指標(biāo)，這里有兩條技術(shù)路線：? ? （1）增加帶寬，如76-81GHz，最大帶寬可達(dá)5GHz。? ? （2）多級(jí)聯(lián)，增加通道數(shù)。? ? ?在2017年，德州儀器推出了號(hào)稱全球精度最高單芯片毫米波雷達(dá)傳感器，也就是工作與76-81GHz的AWR1x和WR1x收發(fā)器，然后基于這兩片收發(fā)器推出了數(shù)個(gè)76-81GHz毫米波雷達(dá)前端，包括AWR124、AWR1443、AWR1642。? ? ?MIMO雷達(dá)基本含義：雷達(dá)采用多個(gè)發(fā)射天線，同時(shí)發(fā)射相互正交的信號(hào)，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射，再用多個(gè)接受天線接收目標(biāo)回波信號(hào)并進(jìn)行綜合處理，提取目標(biāo)空間位置，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息。? ? ?毫米波雷達(dá)最突出的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格低廉，即便是和視覺(jué)系統(tǒng)相比價(jià)格也不高。同時(shí)毫米波雷達(dá)是主動(dòng)型器件，而視覺(jué)系統(tǒng)是被動(dòng)型器件，主動(dòng)型器件有比較廣闊的挖掘潛力，而被動(dòng)型器件CMOS圖像傳感器自問(wèn)世以來(lái)，整體結(jié)構(gòu)未有變化。而收發(fā)器從Sige轉(zhuǎn)換為硅基CMOS后，性價(jià)比進(jìn)一步提升。關(guān)注公眾號(hào)，點(diǎn)擊公眾號(hào)主頁(yè)右上角“ ··· ”，設(shè)置星標(biāo)，實(shí)時(shí)關(guān)注智能汽車電子與軟件最新資訊
