车载毫米波雷达的原理及技术应用

毫米波雷达作为汽车主动安全领域关键传感器部件，可有效穿透雾、烟、灰尘，实现全天时、全天候工作负荷要求。目前市场上多以 24GHz 和 77GHz 毫米波雷达产品为主，汽车辅助驾驶系统安装毫米波雷达近年来快速增加，主要产品有车载自适应巡航装置（ACC）、前端碰撞预警系统（FCW）、辅助变道系统（LCA）、自动跟车系统（S&G）、车尾端盲区探测装置（BSD）、侧向探测系统（CTA）等车载应用毫米雷达。车载雷达通过对目标大小、速度（相对）、距离、角度、数量等参数进行测量、计算、分析、显示、预警、自动控制等操作。随着汽车市场的日益开拓，车载毫米波雷达技术测量精度更高，数据处理时间更短，探测目标更密集且搜索预警半径更大，安全可靠性更高端。而且随着技术不断成熟，车载毫米波雷达生产成本更加低廉，将能够满足无人驾驶雷达系统需求。  

车载毫米雷达应用市场分析  

随着 ADAS 市场渗透率加速提升，车载毫米波雷达一些关键部件需求量逐年递增。而目前我国车载雷达核心配件市场多依赖进口，国内自主车载毫米波雷达产品以 24GHz、77GHz为主。据世界专业预测机构分析，明年我国 ADAS 市场 30% 渗透率进行估算，每套 ADAS 配备 4 个短距和 1 个长距毫米波雷达计算，则整个车载毫米波雷达市场需求总量会达 7200 万个，中国汽车毫米波雷达行业的产值会达到 400 亿元人民币，目前，中国已经成为全球最大的汽车消费市场。

毫米波雷达的原理    

车载毫米波雷达硬件可以分为射频前端和低频基板两部分。射频前端发射调制方式为调频连续波的电磁波，电磁波被目标物反射后再次被射频前端接收。通过比较发射波形和接收波形之间的频率变化，可以计算出电磁波从发射到接收之间的时间差，进而计算出目标的距离。同时由于运动的目标会引起多普勒频偏，通过低频基板的信号处理单元将接收到的信号进行傅里叶变换，可以获得目标的速度信息。车载毫米波雷达对于目标方位角的探测基于目标反射的雷达波到达不同接收天线的相位差。通过多发多收的MIMO天线阵列设置，车载毫米波雷达可以探测目标的水平方位角甚至垂直方位角。

车载雷达技术应用  

雷达调制锁相环芯片 ADF4158/4159 芯片与收发 MMIC芯片 ADF5901 和 ADF5904 结合，可以实现车载雷达多种调频体制和基带算法，并对基带带宽、调频步数、波形、delay 等等参数进行合理配置，满足精准频率控制需要。    

由于 MIMO 技术的成熟，并开始应用于测在雷达系统，信号信道数量增加而且更加宽阔，信号处理于传输性能更加便捷，MMIC 芯片多收多发能力更加强大。ADF5901、ADF5904芯片目前可以支持 2 发射 4 接收通道的信号传递。采用数字波束成型（DBF）技术，强化并改善了信号的滤波功能，能够满足高精度角度测量的需求；车载系统控制单元 DSP 技术也日益成熟，目前车载 DSP 主频为 400MHz 主频，内部 SRAM 达到1MB，支持外扩 DDR2 存储器。为满足 FFT 多维运算，不断优化硬件计算处理能力，同时利用软件技术实现了高精度算法模型及数据进行芯片 ROM 固化处理，实现高层次需求的雷达算法 。  

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