技术专题：车用毫米波雷达技术趋势及发展现状-绵羊汽车生活记录

【摘要】本申诉节选于《智能网联汽车蓝皮书（2018）》中车用毫米波雷达工夫趋向的部门实质，原文标题是《车用雷达工夫动态与开展》。申诉从自愿驾驶与主动安适的

【摘要】本申诉节选于《智能网联汽车蓝皮书（2018）》中车用毫米波雷达工夫趋向的部门实质，原文标题是《车用雷达工夫动态与开展》。申诉从自愿驾驶与主动安适的利用需求启航，体系地先容了车用雷达工夫正在境遇感知体系中的利用与工夫动态，长远商讨和阐发了车用毫米波雷达的物业开展、利用近况与工夫途径。

作家简介：张雷，博士，副传授，博士生导师，清华大学微电子与纳电子学系，探究倾向为毫米波雷达芯片与体系计划等。

毫米波雷达通过天线发射调频一连波（FMCW），经倾向反射后接纳到的回波与发射波存正在一个时辰差，诈骗该时辰差可估计打算出倾向隔绝。通过信号管束器阐发发射与反射信号的频率不同，基于众普勒道理，可能切确丈量倾向相对待雷达的运动速率，进一步通过众倾向检测与跟踪算法，告终众倾向离别与跟踪。

毫米波雷达检测隔绝远、精度高、具有全天候利用的上风，且量产后本钱已降至100美元以内，是当今主流高级驾驶辅助（ADAS）与自愿驾驶体系中必不成少的传感器。

正在L1-L3级自愿驾驶中，毫米波雷达被用于倾向侦测和倾向离别，从而告终种种ADAS主动安适利用。正在L4-L5级自愿驾驶体系中搭载毫米波雷告竣像工夫。跟着自愿驾驶品级的抬高和众种主动安适利用的搭载，长距（LRR）、中距（MRR）、短距（SRR）车用毫米波雷达的安装数目会大幅擢升，并最终告终360度全笼罩化。

车用毫米波雷达的总体工夫途径包罗频段、单片微波集成电道（MMIC）芯片、天线与模块、整机等方面的实质，如下图所示。目前国际上主时髦使的车用毫米波雷达服从其频率的分别，首要可分为两种：24GHz 毫米波雷达和 77GHz 毫米波雷达。时时 24GHz 雷达检测鸿沟为中短隔绝（70米以内），用作告终 BSD、LCA、PA等，而 77GHz 长程雷达（70米~200米）则用作告终 ACC、FCW和AEB等。

（1）24GHz正在带宽和行使鸿沟上受限。我国工信部对24GHz车用雷达的频段划分为24.25-26.65GHz，带宽为2.4GHz，扩展空间有限。其余，我国射电天文台址界限5公里鸿沟内，禁止行使24GHz短隔绝车用雷达修筑。

（2）76GHz~81GHz工夫上风。 76GHz~81GHz比拟于24GHz，物体区别切实度抬高2-4倍，测速和测距切确度抬高3-5倍，能检测行人和自行车；且修筑体积更小，更便于正在车辆上装配和安放；该频段是环球安装悠久承认的威望频段，是以更合用于环球车辆平台。采用MIMO（众输入众输出）阵列扫描工夫的79GHz成像雷达还可能得到倾向的高度音讯，从而告终线GHz成像雷达将成为另日车用中短隔绝MRR和SRR的主流，与摄像头、激光雷达连合告终众传感器统一。

车用毫米波雷达芯片是统统体系的中枢，它包罗众种功用电道，如低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）、混频器、压控振荡器（VCO）、锁相环频率归纳器（PLL）、本振链道（LO）、移相器、倍频器、分频器、可编程增益放大器（PGA）、滤波器、乃至收发天线等，必要具备射频损耗小、噪声低、频带宽、动态鸿沟大、输出功率大、功率附加作用高、抗电磁辐射本事强等特色。

当今量产的76GHz~81GHz毫米波雷达芯片工夫多半采用SiGe制程，接纳通道、发射通道和本振通道离开告终。目前正正在向本钱更低、集成度更高的硅基CMOS工夫演进，从65nm、40nm渐渐向28nm、16nm工艺演进，同时集成度进一步抬高，告终射频前端、ADC、MCU和存储器单片全集成，如图所示，抵达本钱低、封装小、重量轻、功耗低的计划央求。车用毫米波雷达中枢芯片工夫开展趋向

毫米波雷达天线的主流计划是微带阵列，诈骗较小的高频印刷电道板（PCB）空间发作足够的天线辐射强度，并告终与芯片的互连，如图所示。基于众芯片级联的79GHz MIMO毫米波成像雷达是另日物业化倾向。采用众芯片级联和微型化PCB板载天线阵列，加上雷达信号管束，可能告终面向高精度众维成像的79GHz MIMO虚拟阵列雷达，将识别精度进一步擢升到微米级别，声援隔绝、速率、角度、高度丈量和众视角可调众处事形式，告终全天候下的众维毫米波成像。

因为我国正在传感器相干范畴起步相对较晚，毫米波雷达面对海外物业巨头的先发上风和物业链垄断的题目。毫米波雷达方面，博世、大陆、德尔福、电装等企业攻克了60%以上的市集份额，且物业链的上逛中枢芯片为海外垄断，面对禁运、控制出货等晦气形象。1、芯片工夫国表里对照

芯片与海外工夫差异比拟大，国内众处于样片阶段。国内的车用毫米波雷达科研院所和芯片厂商，清华大学、加特兰已告终了硅基CMOS 76GHz~81GHz毫米波雷达全集成芯片的研发，东南大学、厦门意行等也推出了SiGe工艺的毫米波雷达芯片，均处于小批量坐蓐阶段，并将会渐渐告终量产并攻克国内市集。国表里芯片企业及工夫水准对照

雷达模块的中枢部件还被外资垄断。车用毫米波雷达天线与模块工夫，目前首要支配正在博世、大陆、德尔福等零部件巨头手中；77GHz毫米波雷达行使的高频PCB 板材目前环球仅罗杰斯、松下、Schweizer 等少数公司具有相干工夫。