電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）目前主流的ADAS方案中，攝像頭+毫米波雷達(dá)幾乎已經(jīng)是基礎(chǔ)套裝，更高級的城市導(dǎo)航輔助駕駛NOA等已經(jīng)開始配備1個或多個激光雷達(dá)。不過從近期各大車企或者是自動駕駛公司的方案來看，在城市NOA方案前裝量產(chǎn)階段，降本增效已經(jīng)成為核心目標(biāo)之一。

4D成像雷達(dá)在傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的基礎(chǔ)上增加了垂直角度分辨率，能夠獲取俯仰角數(shù)據(jù)，即可以檢測物體高度信息，這讓4D成像雷達(dá)具備了與激光雷達(dá)類似的感知能力。目前除了特斯拉計劃將在旗下車型搭載之外，國內(nèi)上汽飛凡、長安深藍(lán)等部分車型已經(jīng)搭載4D成像雷達(dá)并量產(chǎn)。

與激光雷達(dá)類似，當(dāng)前4D成像雷達(dá)的技術(shù)路線也呈現(xiàn)百花齊放的景象。目前主流的車載毫米波雷達(dá)普遍采用基于模擬信號調(diào)制的FMCW（調(diào)頻連續(xù)波），但隨著對性能需求的增加，基于DCM（數(shù)字編碼調(diào)制）技術(shù)的PMCW（調(diào)相連續(xù)波）方案，在4D成像雷達(dá)中已經(jīng)開始被應(yīng)用，并已經(jīng)在美國投入生產(chǎn)。

數(shù)字雷達(dá)是未來的發(fā)展方向

在FMCW毫米波雷達(dá)系統(tǒng)中，測距的原理是通過發(fā)射一段連續(xù)的調(diào)頻信號，即頻率會隨著時間變化的連續(xù)波，這種信號可以被認(rèn)為是附帶了“時間戳”。發(fā)射波到達(dá)目標(biāo)后，其中一部分會被反射，通過對接收到的反射波與原始信號混合、比對，計算反射波的頻率變化即可同時對多個目標(biāo)進(jìn)行測距、測速、方位角等的測量。

由于連續(xù)波的變化是通過模擬基帶信號控制，所以FMCW也可以說是基于模擬信號調(diào)制的方案，F(xiàn)MCW毫米波雷達(dá)也可以被稱為模擬雷達(dá)。相反，PMCW毫米波雷達(dá)通過數(shù)字編碼調(diào)制技術(shù)，所以PMCW毫米波雷達(dá)可以被稱為數(shù)字雷達(dá)。

Uhnder芯片業(yè)務(wù)副總裁 Max Liberman

作為世界上唯一一家基于DCM技術(shù)量產(chǎn)成像雷達(dá)方案的廠商，Uhnder芯片業(yè)務(wù)副總裁Max Liberman在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪時表示，鑒于 DCM 可以提供的性能優(yōu)勢，他認(rèn)為數(shù)字雷達(dá)是行業(yè)未來的發(fā)展方向。

“這種數(shù)字化的轉(zhuǎn)變其實已經(jīng)在許多市場得到了廣泛的驗證，包括手機(jī)、電視以及音響領(lǐng)域等。這些市場轉(zhuǎn)向數(shù)字化的原因在于，為終端消費者提供更好的產(chǎn)品性能表現(xiàn)。譬如在電視行業(yè)，能夠獲得更高的分辨率；在音響行業(yè)，可以取得更好的音質(zhì)；在手機(jī)行業(yè)，數(shù)字化已經(jīng)幫助更好地實現(xiàn)抗干擾。”

而數(shù)字化的趨勢，已經(jīng)來到雷達(dá)領(lǐng)域。那么數(shù)字雷達(dá)能夠帶來哪些優(yōu)勢？據(jù)Max Liberman介紹，通過數(shù)字化的解決方案，在標(biāo)準(zhǔn)的汽車?yán)走_(dá)頻率上使用數(shù)字編碼的形式，對雷達(dá)信號進(jìn)行編碼，數(shù)字雷達(dá)可以為自動駕駛提供更好的探測性能，包括分辨率提高 16 倍、對比度提高 30 倍、目標(biāo)反射功率提高 24 倍（可以探測距離更遠(yuǎn)的物體或行人），以及實現(xiàn)更好的抗干擾能力，以確保雷達(dá)與附近的其他雷達(dá)一起使用時不會受到信號干擾，這對自動駕駛安全來說至關(guān)重要。

單芯片集成帶來降本趨勢

從目前市面上的4D成像雷達(dá)產(chǎn)品來看，傳統(tǒng)的Tier1供應(yīng)商產(chǎn)品主要是采用多級聯(lián)的方案，比如2片或4片MMIC以及非常龐大的數(shù)字處理器的方案。一般單片MMIC具有3發(fā)4收，所以4片MMIC（加上處理器）級聯(lián)的4D毫米波雷達(dá)就可以達(dá)到12發(fā)16收，共192個虛擬通道。

當(dāng)然，為了獲得更好的性價比和穩(wěn)定性，4D成像雷達(dá)制造商會采用單芯片集成的方案，比如Uhnder。談到這兩種技術(shù)路線，Max Liberman認(rèn)為，隨著產(chǎn)量的增加以及技術(shù)復(fù)雜性的提升，單芯片集成的方案會更具優(yōu)勢。

具體而言，Uhnder目前的數(shù)字雷達(dá)芯片能夠提供192個虛擬通道（12發(fā)16收），如果終端客戶產(chǎn)品用目前主流的FMCW芯片，要達(dá)到Uhnder數(shù)字雷達(dá)芯片提供的性能水平，需要級聯(lián)4個FMCW芯片，同時需要添加一個處理器來處理電路集成，所有這些芯片都需要在非常高的頻率下工作。

“這是一種非常復(fù)雜的設(shè)計，最終會導(dǎo)致系統(tǒng)的高功率、高成本和大尺寸等，并且仍然無法達(dá)到 DCM 技術(shù)固有的減少干擾的性能水平。此外，板上芯片越多，系統(tǒng)的可靠性也會隨之降低。”Max Liberman補充道。

因此，在性能相比目前市場主流產(chǎn)品大幅提升的同時，憑借CMOS技術(shù)的集成優(yōu)勢，數(shù)字雷達(dá)采用的單芯片解決方案成本要更低。

新技術(shù)如何導(dǎo)入汽車供應(yīng)鏈

盡管DCM技術(shù)的4D毫米波雷達(dá)有諸多優(yōu)勢，不過由于汽車行業(yè)的特殊性，往往對于新技術(shù)需要長時間的裝車驗證，才會被廣泛接受，尤其是對于新技術(shù)較為謹(jǐn)慎的傳統(tǒng)車企。

另一方面，數(shù)字雷達(dá)中采用到的DCM技術(shù)，與過去采用FMCW的毫米波雷達(dá)在原理上有所差異，所以對于工程師而言，可能也會因為這些差異而影響產(chǎn)品導(dǎo)入的進(jìn)度。

對于DCM技術(shù)在成像雷達(dá)上的應(yīng)用，Max Liberman認(rèn)為技術(shù)差異對于工程師而言不會成為障礙。

“正如所有新技術(shù)都需要有一個接受期，工程師們也需要時間去熟悉和掌握這項新的技術(shù)。但一旦了解之后，你會發(fā)現(xiàn)其實DCM的技術(shù)原理并沒有比FMCW復(fù)雜很多。因為我們其實已經(jīng)在芯片層面解決了很多復(fù)雜的問題，這點也已經(jīng)得到我們客戶的充分驗證，他們在實踐中發(fā)現(xiàn)，他們可以把過去的很多經(jīng)驗和知識運用在DCM雷達(dá)上面。”

同時，Uhnder還會提供4D數(shù)字成像雷達(dá)解決方案相關(guān)的應(yīng)用程序和軟件工具支持，通過使用軟件和各種可視化工具，客戶可以快速熟悉Uhnder的解決方案，并在軟件方面得到相應(yīng)的服務(wù)支持。

Max Liberman還透露，Uhnder目前正在和許多Tier1、OEM廠商以及一些頭部的自動駕駛汽車開發(fā)商合作，為他們提供現(xiàn)在市面上性能領(lǐng)先的雷達(dá)解決方案，同時采用Uhnder數(shù)字雷達(dá)方案的4D成像雷達(dá)，已經(jīng)搭載在美國新勢力車企Fisker的Ocean車型上。

“我們相信，對汽車駕駛安全的需求會始終存在，Uhnder也將持續(xù)開發(fā)并提供準(zhǔn)確度更高的數(shù)字成像雷達(dá)傳感方案，讓我們的數(shù)字雷達(dá)能夠和其他傳感器實現(xiàn)更好的融合，為自動駕駛汽車提供更可靠的安全保障。我們希望可以憑借我們的專業(yè)知識以及持續(xù)的創(chuàng)新能力，繼續(xù)推動數(shù)字雷達(dá)在電路以及軟件設(shè)計方面的技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新，讓未來道路上零交通事故死亡不再是一個愿景，而是一個現(xiàn)實。”