車用雷達技術方興未艾。無論是於現階段的盲點偵測
，還是發展中的自動駕駛，高性能、高可靠性、小巧兼低價
，都是相輔相成的關鍵要素
，更是促進其核心技術不斷發展與完善不可或缺的誘因與動機。

 

 

與其他的雷達技術相類似
，車用雷達同樣通過接收目標物體的反射信號，並進一步分析接收信號與原始發射信號之間在時間、頻率以及相位上的多重相關性，從而判斷目標物體與雷達之間的相對速度與空間位置。

 

車用雷達的核心技術之一是雷達波形設計。線性頻率調變連續波(LFMCW，常簡稱為FMCW)是一種常用的雷達波形。發射信號(亦即波形)dewendingduyuxianxingduzhijieyingxiangleidaduimubiaowutidebianshinengli。youyucheyongleidadaduogongzuozaihaomibopinduan，suoxuanyongdegezhongcailiaojizujianguyoudefeixianxingtexingdouhuinaruzuizhongdefashexinhaoyujieshouxinhaozhong，congerganraoxinhaofenxisuanfa。

 

cheyongleidaliyongfashexinhaoyujieshouxinhaozhijianxianghuguanliandepinlvchayuxiangweicha，zhenduiduogemubiaowutidesuduyuweizhijinxingpanduan。dangzhenggeleidaxitong，tebieshifashejibufendexianxingduchuxianfeilixiangtexingshi，pinlvchayuxiangweichadejisuanjieguojianghuichanshengmohuxing，zaochengleidaxitongwufazhengquepanduanmubiaowuti，yizhiyufashengzhongdachacuo。duiyuweilaidezidongjiashikongzhijishulaishuo
，zheshijueduiyaobimiande。

 

weilezuidachengdudijianshaocuowulv，bixujinkenengditigaofashexunhaodexianxingdu
，bingjiyouliangcequebaochanpinzhixianxingdudewendingxing。jiyuxunhaozhiliangdeyankeyaoqiu
，xianxingdudeliangcedaduocaiyonggaojiedeyiqishebei，yijiangdiliangcewucha。muqiandegaojieyiqidoukeyifenxidaikuanchaoguo1-GHz的訊號
，以確保完整量測雷達訊號。

 

圖1：車用雷達正迅速擴展，為車輛提供更多駕駛輔助與更高安全性。

 

 

在車用雷達應用中
，無論是發射天線還是接收天線，通常都使用相控陣列。按照整體設計需要
，可以采用線性陣列或是平麵陣列。

 

眾所周知，陣列天線的主要參數(例如，主瓣方向及寬度、旁瓣抑製、零點位置等等)均(jun)可(ke)通(tong)過(guo)簡(jian)單(dan)的(de)數(shu)學(xue)公(gong)式(shi)進(jin)行(xing)計(ji)算(suan)。然(ran)而(er)，這(zhe)種(zhong)計(ji)算(suan)結(jie)果(guo)的(de)適(shi)用(yong)性(xing)是(shi)有(you)條(tiao)件(jian)的(de)，亦(yi)即(ji)當(dang)陣(zhen)列(lie)中(zhong)任(ren)兩(liang)單(dan)元(yuan)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)耦(ou)合(he)作(zuo)用(yong)與(yu)影(ying)響(xiang)極(ji)其(qi)微(wei)小(xiao)至(zhi)可(ke)以(yi)忽(hu)略(lve)不(bu)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)。

 

有you一yi種zhong方fang法fa可ke使shi得de上shang述shu的de條tiao件jian得de以yi滿man足zu
，就jiu是shi增zeng加jia陣zhen列lie單dan元yuan之zhi間jian的de相xiang對dui距ju離li。不bu過guo
，這zhe種zhong方fang法fa所suo帶dai來lai的de影ying響xiang是shi終zhong端duan產chan品pin的de尺chi寸cun也ye會hui隨sui之zhi加jia大da。 ruguowufatongguojisuandadaoyouxiao
，bingzhunquedishejizhenliedanyuandemude，ceshijiuchengweiyouhuaguochengzhongdezhongyaoshouduan，zaiyixiangyingdejisuanjiruanjianzuoweifuzuo

，yiliyudashuju(big data)運算。陣列天線的優化通常分為下麵幾個步驟：

 

 

除此之外
，雷達係統的整體設計方案也必須包含安全便利性的要求。而安全便利性又會直接或間接地影響到天線的設計
，可謂“牽一發而動全身”。

 

在設計陣列基本單元時，尤其是在評估陣列單元之間的相互耦合過程中
，因為相控天線通常都具有較大的陣列單元數量，使得完整、準確且快捷的測試成為最關鍵的因素。而要實現完整又準確的要求，多端口向量網絡分析儀是必不可少的。 更(geng)進(jin)一(yi)步(bu)地(di)考(kao)慮(lv)安(an)全(quan)便(bian)利(li)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu)，車(che)用(yong)雷(lei)達(da)同(tong)一(yi)批(pi)產(chan)品(pin)的(de)輻(fu)射(she)場(chang)型(xing)穩(wen)定(ding)性(xing)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。而(er)要(yao)達(da)到(dao)這(zhe)一(yi)目(mu)標(biao)
，輻(fu)射(she)場(chang)型(xing)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)首(shou)先(xian)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)良(liang)好(hao)的(de)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)的(de)可(ke)重(zhong)複(fu)性(xing)。這(zhe)也(ye)是(shi)車(che)用(yong)雷(lei)達(da)測(ce)試(shi)技(ji)術(shu)的(de)難(nan)點(dian)之(zhi)一(yi)。

 

在一般情況下，天線輻射場型的測試必須在遠場(far field)jinxing。zhelideyuanchangshiyigexiangduidegainian


，anzhaomuqianxingyechangyongdetianxianceshililundedingyi
，yuanchangyubeiceliangdetianxiandechicun，yijigaitianxiandegongzuopinlvfanweixiangguan。jutilaishuo，mouyitianxiandeyuanchangyugaitianxiandezuidachicundepingfangchengzhengbi，eryugaitianxiandegongzuobochangchengfanbi。

 

例如，某個車用雷達產品的最大尺寸是7.5cm
，如果它的工作頻率處在24GHz，這時的遠場大約在0.9m以外。但是如果它工作在77GHz，其遠場將擴大到3m左右。在一般的測試條件下，這樣大的距離範圍幾乎無法實現。

 

圖2：77GHz車用雷達頻譜的噪聲級。

 

為了克服上述遠場定義的局限性，可以選擇在近場(near field)jinxingshujucaiji，ranhoutongguojinchangyuyuanchangdeduiyingguanxi，jiangcaijidaodeshujuzhuanhuanchengyuanchangdejieguo。suiranzhezhongjinchangceshifangfabuzaiyoujulifanweidexianzhi，danshi，weilequebaoceshijieguodejingzhundu
，bujinceshishebeihuibiandexiangdangfuza，shujucaijisuoxudeshijianyehuichengbeizengjia。ciwai，yinweishujuzhuanhuanxuyaoewaideshijian

，shidezhenggeceshiguochengbiandeshifenrongchang，yizhiyuhennanmanzuliangchanxiaonengdeyaoqiu。

 

目前業界正在研究全新的方法，以最大程度地降低上述空間與時間的限製

，從而在適當的距離範圍內，提高量產能力。

 

 

跟gen其qi他ta射she頻pin產chan品pin一yi樣yang


，車che用yong雷lei達da也ye同tong樣yang存cun在zai幹gan擾rao與yu抗kang幹gan擾rao的de問wen題ti。從cong目mu前qian的de技ji術shu來lai看kan
，同tong一yi輛liang車che上shang的de雷lei達da數shu量liang有you超chao過guo十shi顆ke的de趨qu勢shi。所suo幸xing通tong過guo天tian線xian的de設she計ji，以yi及ji在zai安an裝zhuang時shi的de適shi當dang調tiao整zheng，可ke以yi減jian少shao同tong一yi輛liang車che上shang各ge個ge雷lei達da之zhi間jian的de相xiang互hu幹gan擾rao。然ran而er，目mu前qian還hai沒mei有you與yu車che用yong雷lei達da相xiang關guan的de設she計ji技ji術shu標biao準zhun
，車che用yong雷lei達da所suo運yun行xing的de頻pin率lv範fan圍wei更geng是shi無wu須xu申shen請qing許xu可ke證zheng，因yin而er對dui於yu不bu同tong車che輛liang，特te別bie是shi不bu同tong製zhi造zao商shang的de車che輛liang
，各ge車che輛liang上shang雷lei達da之zhi間jian的de相xiang互hu幹gan擾rao會hui是shi非fei常chang棘ji手shou的de問wen題ti。

 

jianyucunzaiguoduoyuganraoyuanxiangguandeweizhiyinsu，zaikangganraonenglideshejishijian
，congzuihuaichuzheyan，jiangunaxiezuichukanqilaifashengjilvbugaodechangjing，yibianzhengquepingguleidaxitongbeiganraohouzuochunanyiyuqidefanying。

 

如前所述，車用雷達主要用來準確
，並快速地判斷目標物體與雷達之間的相對速度與空間位置。錯誤的判斷可分為兩大類：一類是“幻視”
，即“無中生有”；另一類是“盲視”，即“視而不見”。無(wu)論(lun)誤(wu)判(pan)屬(shu)於(yu)哪(na)一(yi)類(lei)

，都(dou)與(yu)交(jiao)通(tong)安(an)全(quan)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)
，對(dui)於(yu)未(wei)來(lai)的(de)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)來(lai)說(shuo)
，這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)絕(jue)對(dui)要(yao)避(bi)免(mian)的(de)。如(ru)果(guo)相(xiang)對(dui)距(ju)離(li)足(zu)夠(gou)遠(yuan)，就(jiu)會(hui)有(you)充(chong)分(fen)的(de)時(shi)間(jian)對(dui)誤(wu)判(pan)進(jin)行(xing)修(xiu)正(zheng)。

 

因此，處於相對近距離時的誤判將是十分危險的。應該如何評估“相對近距離”
？舉例來說
，在城區內的道路上，通常的時速限製是60km/h。以這樣的速度換算一下
，15m至20m就會是“相對近距離”。因(yin)為(wei)一(yi)旦(dan)在(zai)這(zhe)個(ge)距(ju)離(li)內(nei)出(chu)現(xian)交(jiao)通(tong)異(yi)常(chang)，雷(lei)達(da)係(xi)統(tong)必(bi)須(xu)迅(xun)速(su)並(bing)有(you)效(xiao)地(di)啟(qi)動(dong)刹(sha)車(che)係(xi)統(tong)，以(yi)便(bian)讓(rang)行(xing)進(jin)中(zhong)的(de)車(che)輛(liang)在(zai)一(yi)秒(miao)，甚(shen)至(zhi)更(geng)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)停(ting)下(xia)來(lai)。但(dan)問(wen)題(ti)是(shi)
，在(zai)這(zhe)個(ge)距(ju)離(li)內(nei)雷(lei)達(da)係(xi)統(tong)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)上(shang)述(shu)的(de)“幻視”，或者“盲視”嗎

？

 

答案是肯定的。也就是說，由於接收係統受到幹擾，在特定的條件下(甚至包括天氣的影響)
，車(che)用(yong)雷(lei)達(da)係(xi)統(tong)對(dui)於(yu)目(mu)標(biao)物(wu)體(ti)反(fan)射(she)回(hui)來(lai)的(de)信(xin)號(hao)的(de)敏(min)感(gan)度(du)會(hui)急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang)，原(yuan)本(ben)百(bai)米(mi)以(yi)外(wai)的(de)目(mu)標(biao)物(wu)體(ti)都(dou)可(ke)以(yi)分(fen)辨(bian)，而(er)此(ci)時(shi)就(jiu)連(lian)十(shi)米(mi)左(zuo)右(you)的(de)目(mu)標(biao)物(wu)體(ti)都(dou)難(nan)以(yi)辨(bian)識(shi)。

 

為(wei)了(le)確(que)保(bao)車(che)用(yong)雷(lei)達(da)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)，標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)。雖(sui)然(ran)目(mu)前(qian)尚(shang)無(wu)測(ce)試(shi)法(fa)規(gui)，業(ye)界(jie)還(hai)是(shi)可(ke)以(yi)參(can)考(kao)其(qi)他(ta)類(lei)似(si)的(de)標(biao)準(zhun)，先(xian)進(jin)行(xing)前(qian)期(qi)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)測(ce)試(shi)，從(cong)而(er)贏(ying)得(de)時(shi)間(jian)提(ti)前(qian)測(ce)試(shi)，以(yi)便(bian)在(zai)正(zheng)式(shi)的(de)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)標(biao)準(zhun)化(hua)之(zhi)後(hou)，基(ji)於(yu)已(yi)有(you)的(de)數(shu)據(ju)，按(an)照(zhao)法(fa)規(gui)適(shi)當(dang)修(xiu)正(zheng)抗(kang)幹(gan)擾(rao)餘(yu)量(liang)
，或(huo)者(zhe)提(ti)升(sheng)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。

 

目mu前qian的de抗kang幹gan擾rao能neng力li檢jian測ce方fang法fa主zhu要yao通tong過guo軟ruan件jian設she定ding場chang景jing，在zai電dian波bo暗an室shi裏li
，由you信xin號hao源yuan產chan生sheng特te定ding的de雷lei達da波bo形xing作zuo為wei幹gan擾rao源yuan，再zai由you雷lei達da目mu標biao仿fang真zhen器qi仿fang真zhen特te定ding的de目mu標biao物wu體ti，以yi此ci評ping估gu被bei測ce雷lei達da在zai該gai特te定ding場chang景jing中zhong對dui於yu目mu標biao物wu體ti反fan射she信xin號hao的de敏min感gan度du的de下xia降jiang程cheng度du，由you此ci推tui算suan被bei測ce雷lei達da在zai這zhe一yi特te定ding場chang景jing中zhong對dui於yu特te定ding幹gan擾rao源yuan的de抗kang幹gan擾rao能neng力li。

 

圖3：不同類型的車用雷達傳感器共享有限的免授權頻譜，因而可能相互幹擾。

 

圖4：完整的車用雷達&射頻測試解決方案為精準測試需求奠定基礎。

 

 

綜zong上shang所suo述shu，由you於yu涉she及ji極ji其qi重zhong要yao的de交jiao通tong安an全quan因yin素su

，在zai自zi動dong駕jia駛shi控kong製zhi技ji術shu真zhen正zheng成cheng為wei人ren們men日ri常chang生sheng活huo的de一yi部bu分fen之zhi前qian
，其qi中zhong關guan鍵jian技ji術shu之zhi一yi的de雷lei達da技ji術shu還hai有you待dai進jin一yi步bu的de發fa展zhan與yu完wan善shan，例li如ru，雷lei達da波bo形xing線xian性xing度du的de穩wen定ding性xing
、量產的技術瓶頸

、多duo種zhong場chang景jing中zhong的de抗kang幹gan擾rao能neng力li等deng等deng。而er與yu此ci密mi切qie相xiang關guan的de車che用yong雷lei達da的de射she頻pin測ce試shi技ji術shu
，已yi經jing為wei精jing準zhun的de測ce試shi以yi及ji未wei來lai更geng進jin階jie的de測ce試shi需xu求qiu奠dian定ding了le必bi要yao的de基ji礎chu。

 

本文轉載自電子工程專輯。