由于车用毫米波雷达具有探测距离远、带宽长、天线小、集成度高,探测性能稳定,不受探测对象表面形状和颜色影响,不受大气流的影响等优点,以及环境适应性能好的特点,已经成为汽车碰撞预警、自适应巡航、主动安全(ADAS)乃至自动驾驶技术中不可获缺的重要装备。
而汽车毫米波雷达未来技术路径的发展也成为业内都关心的问题,下文将从频段、工艺等方面为大家详细解剖毫米波雷达。
频段选择:24GHz或77GHz
从频段来看,目前主流的毫米波雷达频段为24GHz和77GHz。24GHz毫米波雷达波长约为 1.25cm,主要用于短距离传感,安置在车后方,做盲点探测(BSD),实现变道辅助、泊车辅助等功能。77GHz长程雷达波长范围小于 4mm,用于中长距离测量,主要安置在车前方(一般是保险杠上),实现自动跟车、自适应巡航(ACC)、紧急制动(ABE)等功能。
目前,应用毫米波雷达技术的大多数车型采用 1 个 77G + 多个 24G 的布局。在毫米波雷达工作过程中,天线发射信号,射频前端对反射信号进行收集。射频前端采用多发多收的模式,一般情况下,77G 的为 2 发、4 收,24G 的为 1~2 发、2~4 收。
长期来看,车载毫米波雷达将会统一于77GHz频段(76-81GHz),因该频段带宽更大、探测距离更远、精度更高,相比于24GHz,其物体分辨准确度提高2-4倍,测速和测距精确度可提高3-5倍。同时,可进一步缩减天线尺寸,更便于安装部署。另外,从成本角度,77GHz毫米波雷达系统的成本下降到和24GHz毫米波雷达相差无几时,24GHz雷达也将会被77GHz雷达取代。
工艺选择:SiGe或CMOS
雷达射频前端主要包括收发模块、功放和处理模块。目前大多数毫米波雷达前端基于锗硅(SiGe)技术,大都是分立式的,即发射器、接收器和处理组件均为独立单元,这使得其设计过程十分复杂,并且整体方案体积庞大。而随着在汽车中应用的毫米波雷达传感器数量的增加,会面临空间限制的问题。未来毫米波雷达的要求将是集成度更高、体积更小、功耗更低,并且性价比更高。
随着半导体技术的进步,被广泛用于数字电路且成本相对较低的 CMOS,也可被用于毫米波电路。CMOS技术相对于SiGe技术的优势主要是可实现更高的集成度,可将MCU和数字信号处理(DSP)以及雷达前端集成在内,尽可能降低系统尺寸和功率。全球CMOS 产业链已十分成熟,可大批量生产,基于CMOS技术实现毫米波雷达关键器件,可使整个雷达系统的成本显著下降。但是CMOS工艺毫米波雷达的问题在于频率速度及噪声问题,而噪声问题在高频下相对影响较小。
车元素最新推出的ADAS+77G毫米波雷达,探测距离可达150-200m,且不受环境天气影响,全天候工作。是基于视觉图像分析+毫米波雷达相结合的高科技预警产品,能够即时分析前方汽车的运动状态,同时也能计算自驾驶车辆的情况,根据驾驶者的习惯,对行车过程中有可能发生驾驶危险时进行提醒。克服了红外、激光、摄像头等光学技术探测方式在汽车防撞探测中的缺点,不受光线和环境等影响,具有全天候工作效果稳定的探测性能和良好的环境适应性,同时也是对于瞌睡驾驶和鲁莽驾驶者的习惯纠正,让行车安全更有保障。主动安全防撞预警的首选!