瞧一瞧：自动驾驶传感器之毫米波雷达（二）车载毫米波雷达的应用原理

作者/阿宝

编辑/阿宝

出品 / 阿宝1990

你知道你的倒车雷达是甚么类型吗？

这里简单提1下超声波雷达，在我们倒车时候使用的就是超声波雷达，俗称倒车雷达。在倒车时，超声波倒车雷采取超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离,是汽车停车辅助装置。

原理是这样：

超声波发射器向外面某1个方向发射出超声波信号，在发射超声波时刻的同时开始进行计时，超声波通过空气进行传播，传播途中遇到障碍物就会立即返射传播回来，超声波接收器在收到反射波的时刻就立即停止计时。在空气中超声波的传播速度是340m/s，计时器通过记录时间t，就能够测算出从发射点到障碍物之间的距离长度（s），即：s＝340t/2。

超声波的能量消耗较缓慢，在介质中传播的距离比较远，穿透性强，测距的方法简单，本钱低。

但是它在速度很高情况下丈量距离有1定的局限性，这是由于超声波的传输速度容易受天气情况的影响，在不同的天气情况下，超声波的传输速度不同，而且传播速度较慢，当汽车高速行驶时，使用超声波测距没法跟上汽车的车距实时变化，误差较大。另外一方面，超声波散射角大，方向性较差，在丈量较远距离的目标时，其回波信号会比较的弱，影响丈量精度。但是，在短距离丈量中，超声波测距传感用具有非常大的优势。

现在大多数都配置有倒车雷达。毫米波在汽车上的利用

回到毫米波上，如果将它融会在汽车里会有甚么帮助？我们先对车载雷达有个直观地认识：

对车辆安全来讲，最主要的判断根据是两车之间的相对距离和相对速度信息。高速行驶中的车辆如果距离过近，则容易造成追尾事故。因此，经常使用的防撞系统都将对车辆之间的相对距离的丈量作为主要的检测任务。

毫米波雷达是通过电磁波束对目标进行探测。但是毫米波雷达发射功率、探测距离和天线排布、探测角度之间相互制约。因此毫米波雷达很难具有大角度和远距离的性能，因此汽车领域的毫米波雷达被分为了3类：远距LRR、中距MRR、近距SRR。

SRR目前价格大约45⑹0美元1只，MRR大约45美元，LRR大约80⑼0美元。车载雷达的频率主要分为24GHz频段和77GHz频段，其中77gHz频段代表着未来的趋势:这是国际电信同盟专门划分给车用雷达的频段。严格来讲77GHz的雷达才属于毫米波雷达，但是实际上24GHz的雷达也被称为毫米波雷达长距离与中距离毫米波雷达都是77GHz，短距离是24GHz。其中，77GHz毫米波雷达主要用在车的正前方，用于对中远距离物体的探测，24GHz毫米波雷达1般被安装在车侧方和后方，用于盲点检测，辅助停车系统等。

车载毫米波雷达中心频率由24GHz提升到了77GHz。由于77GHz相比24GHz具有体积小、容易实现单芯片集成、性能好（更高速度分辨率、提高信噪比、更高输出功率）和更少研发本钱和雷达系统物料本钱的优点，77GHz毫米波雷达将成为行业未来发展主要方向。

毫米波雷达需求提升

目前的主流自动驾驶车型中，通常L2级别配备3个24GHz和1个77/79GHz毫米波雷达，L3/L4级别车1班配备4⑹个24GHz和拆迁协议签字后多久可以拿到钱
2⑷个77/79GHz毫米波雷达。

?完全实现ADAS各项功能1般需要“1长+4中短”5个毫米波雷达。奥迪A8搭载5个毫米波雷达（1LRR+4MRR），奔驰S级搭载6个毫米波雷达（1LRR+6SRR）

车载毫米波雷达工作原理

雷达通过天线向外发射毫米波，接收目标反射信号，经后方处理快速准确地获得汽车周围的物理环境信息(如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、运动方向等)，然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和辨认分类，进而结合车身动态信息进行数据融会，终究通过ECU进行智能处理。经公道决策后，以声、光及触觉等多种方式告知或正告驾驶员，或及时对汽车做出主动干预，从而保证驾驶进程的安全性和舒适性，减少事故产生概率。

毫米波雷达内部架构：

由于有发送和接收信号两部份，信号也是主要从两个部份来走拆迁门面房如何补偿
的，1个是接收天线，通过LNA信号放到器，再到混频器，终究进入DSp的信号进行AD采样，然落后行低通滤波，终究傅里叶变换进入MCU。发送信号类似的原理，调制方式这里需要重点注意1下，90%的毫米波雷达都是选择FMCW调制方式。

FMCW是主流的毫米波雷达工作方式。根据辐射电磁波方式不同，毫米波雷达主要有脉冲体制和连续波体制两种工作体制。其中连续波又可以分为FSK（频移键控）、pSK（相移键控）、CW（恒频连续波）、FMCW（调频连续波）等方式。其中FMCW由于检测多个目标、分辨率较高、本钱较低，因此大多数Tier1供应商都选择FMCW。

毫米波雷达集成方案

毫米波雷达芯片正在逐渐走向集成。1个在76⑻1千兆赫(对应波长约4毫米)工作的毫米波系统，将有能力探测到小于1毫米的移动系统组件的尺寸，也就是相当于要辨认出来1个硬币大小尺寸的物体。

完全的毫米波雷达系统包括发射(TX)和接收(RX)射频(RF)组件;摹拟元件，如时钟、摹拟-数字转换器(ADC)；微控制器(MCUs)和数字信号处理器(dsp)等数字组件。在元件集成封装后，将大幅缩减元器件尺寸。

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（张洋HN080）

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