【導讀】本文將解析如何通過AWR2188這類高度集成的單芯片8發8收（8x8）雷達收發器，以級聯架構實現高分辨率的4D雷lei達da成cheng像xiang。該gai技ji術shu不bu僅jin通tong過guo引yin入ru垂chui直zhi角jiao度du測ce量liang來lai精jing準zhun感gan知zhi物wu體ti高gao度du，還hai支zhi持chi創chuang新xin的de衛wei星xing雷lei達da架jia構gou，可ke將jiang分fen布bu式shi傳chuan感gan器qi的de原yuan始shi數shu據ju流liu集ji中zhong處chu理li
，從cong而er在zai簡jian化hua係xi統tong設she計ji的de同tong時shi
，實shi現xian車che輛liang周zhou圍wei360度無死角的全麵感知覆蓋。

本文將解析如何通過AWR2188這類高度集成的單芯片8發8收（8x8）雷達收發器，以級聯架構實現高分辨率的4D雷lei達da成cheng像xiang。該gai技ji術shu不bu僅jin通tong過guo引yin入ru垂chui直zhi角jiao度du測ce量liang來lai精jing準zhun感gan知zhi物wu體ti高gao度du，還hai支zhi持chi創chuang新xin的de衛wei星xing雷lei達da架jia構gou，可ke將jiang分fen布bu式shi傳chuan感gan器qi的de原yuan始shi數shu據ju流liu集ji中zhong處chu理li，從cong而er在zai簡jian化hua係xi統tong設she計ji的de同tong時shi，實shi現xian車che輛liang周zhou圍wei360度無死角的全麵感知覆蓋。

 圖 1 4D 成像雷達可提供高分辨率數據，包括道路上物體的高度

要釋放自動駕駛功能的潛力

，需要高級駕駛輔助係統 (ADAS) 能夠可靠地收集詳細的環境數據流，包括與其他物體的接近程度、汽車周圍和前方物體的類型（其他汽車

、人員
、障礙物）以及汽車行駛的速度。

雷達仍是一項基礎技術，使 ADAS 能(neng)夠(gou)更(geng)好(hao)地(di)感(gan)知(zhi)車(che)輛(liang)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)並(bing)對(dui)其(qi)做(zuo)出(chu)反(fan)應(ying)

，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)惡(e)劣(lie)天(tian)氣(qi)條(tiao)件(jian)下(xia)，這(zhe)類(lei)環(huan)境(jing)不(bu)僅(jin)會(hui)降(jiang)低(di)駕(jia)駛(shi)員(yuan)的(de)視(shi)敏(min)度(du)，還(hai)會(hui)限(xian)製(zhi)視(shi)覺(jiao)和(he)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)精(jing)度(du)。

4D chengxiangleidadengleidajishudechuangxinzaizhichigaofenbianlvganyingdetongshitianjialechuizhijiaoduceliangyijiweixingleidapeizhi，zhengjiasutuidongqichexingyexianggenggaocengcidezidongjiashifazhan，qifenleibiaozhunyouqichegongchengshixuehuizhiding。

這些創新和單芯片雷達收發器可簡化全麵
、高分辨率雷達傳感的實現
，從而以更高的精度跟蹤和識別附近或正在靠近的物體。

什麼是 4D 雷達
？它對自動駕駛有什麼影響
？

汽車雷達係統通常在車輛的前後角使用短距離和中距離雷達傳感器來實現盲點檢測
、車道保持輔助以及前後側向來車警示。位於車輛前部的遠距離雷達傳感器可處理自動緊急製動和自適應巡航控製。4D 成像雷達通過添加垂直角度測量功能來擴展 3D 雷達的功能（如 表 1 所示），允許車輛檢測橋梁和隧道等結構的高度。

表 1 傳統汽車雷達係統的核心功能

結合距離、水平位置和速度數據
，ADAS 功能可以檢測物體並區分道路上的碎屑、障礙物
、車輛、路麵、行人
，甚至是蹲在車輛旁更換輪胎的人員。這些感應功能可實現車輛周圍物體的高分辨率可視化 (圖 1)。

除了擴展物體檢測範圍外，4D 成像雷達在精度上也有所提高。與激光雷達或攝像頭不同
，4D 成像雷達依靠回聲定位
，使用無線電波來確定物體的位置、速度和形狀，從而監測環境和車輛狀況。由於無線電波的波長較長
，可以穿透雨、霧和灰塵等顆粒，因此 4D 成像雷達在能見度較差的惡劣條件下具有比激光雷達或攝像頭更好的性能。

4D 成(cheng)像(xiang)雷(lei)達(da)從(cong)多(duo)輸(shu)入(ru)多(duo)輸(shu)出(chu)天(tian)線(xian)陣(zhen)列(lie)獲(huo)取(qu)數(shu)據(ju)

，便(bian)於(yu)進(jin)行(xing)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)映(ying)射(she)。由(you)於(yu)許(xu)多(duo)天(tian)線(xian)向(xiang)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)目(mu)標(biao)發(fa)送(song)信(xin)號(hao)
，並(bing)接(jie)收(shou)這(zhe)些(xie)目(mu)標(biao)反(fan)射(she)的(de)信(xin)號(hao)
，該(gai)天(tian)線(xian)陣(zhen)列(lie)會(hui)生(sheng)成(cheng)點(dian)雲(yun)數(shu)據(ju)，從(cong)而(er)改(gai)善(shan)環(huan)境(jing)建(jian)模(mo)和(he)物(wu)體(ti)分(fen)類(lei)的(de)精(jing)度(du)。

單芯片 8 x 8 雷達芯片如何簡化 4D 雷達設計
？

實施 4D 成像雷達給汽車原始設備製造商 (OEM) 帶(dai)來(lai)了(le)巨(ju)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。傳(chuan)統(tong)的(de)雷(lei)達(da)係(xi)統(tong)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)級(ji)聯(lian)多(duo)個(ge)芯(xin)片(pian)
，以(yi)實(shi)現(xian)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)成(cheng)像(xiang)所(suo)需(xu)的(de)天(tian)線(xian)陣(zhen)列(lie)尺(chi)寸(cun)和(he)通(tong)道(dao)數(shu)，因(yin)此(ci)增(zeng)加(jia)了(le)係(xi)統(tong)複(fu)雜(za)性(xing)、功耗和成本。這種集成還需要更多的熱管理和更大的印刷電路板尺寸，使得車輛設計和製造變得複雜。

例如
，使用 4 x 4 收發器實現 8 x 8 配置需要兩個級聯 4 x 4 收發器以及 PMIC
、額外的外設和更大的電路板來對兩個 IC 進行布線。這增加了整體係統複雜性、功耗和係統成本。單芯片 AWR2188 收發器可自行實現此配置
，同時僅需將四個 8 x 8 器件級聯在一起即可實現高達 32 x 32 的可擴展性，顯著降低了係統複雜性。

圖 2 顯示了 AWR2188 收發器如何從 8 x 8 配置級聯到 16 x 16、24 x 24 和 32 x 32 配置。這種高水平的可擴展性使 1 級汽車供應商和 OEM 能夠滿足消費者對改進功能和更高自動駕駛水平的需求。

圖 2 具有 AWR2188 4D 雷達收發器的 8 x 8 至 32 x 32 級聯配置

級聯這些器件可幫助設計人員在 >350m 處實現更高的性能和更精確的遠距離物體檢測（如 圖 3 所示）
，同時還提供從具有成本效益的獨立實施方案到優質雷達係統的可擴展開發路徑。

圖 3 4D 成像雷達可擴大覆蓋範圍

單芯片 8 x 8 雷達收發器如何支持衛星雷達架構

為了支持複雜的 ADAS 功能
，汽車雷達正在從傳統的邊緣雷達架構（在每個傳感器上處理數據）向衛星雷達架構（車輛周圍的雷達收發器提供原始數據以供中央電子控製單元 (ECU) 處理）發展。

通過衛星架構的分布式配置，中央 ECU 可以更輕鬆地構建全麵的環境視圖，更大限度地縮小覆蓋範圍差距，而不是像傳統的邊緣雷達配置那樣在邊緣處理數據。

在衛星架構中，中央 ECU 通過其高水平的計算資源最大限度地減少了延時，從而使車輛能夠更快地響應傳感器數據。

現(xian)代(dai)傳(chuan)感(gan)器(qi)集(ji)成(cheng)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)地(di)使(shi)用(yong)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)和(he)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)框(kuang)架(jia)來(lai)組(zu)合(he)來(lai)自(zi)成(cheng)像(xiang)係(xi)統(tong)和(he)雷(lei)達(da)傳(chuan)感(gan)器(qi)等(deng)多(duo)個(ge)輸(shu)入(ru)源(yuan)的(de)數(shu)據(ju)

，從(cong)而(er)通(tong)過(guo)極(ji)少(shao)的(de)處(chu)理(li)或(huo)原(yuan)始(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)入(ru)來(lai)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)。將(jiang)未(wei)過(guo)濾(lv)的(de)數(shu)據(ju)流(liu)傳(chuan)輸(shu)到(dao) CPU，為車隊之間基於軟件的產品差異化和運營適應性創造了機會，這是傳統架構無法實現的。

AWR2188 支(zhi)持(chi)兩(liang)種(zhong)架(jia)構(gou)，旨(zhi)在(zai)與(yu)行(xing)業(ye)領(ling)先(xian)的(de)處(chu)理(li)器(qi)生(sheng)態(tai)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)，助(zhu)力(li)設(she)計(ji)師(shi)在(zai)設(she)計(ji)更(geng)高(gao)級(ji)別(bie)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)車(che)型(xing)時(shi)
，能(neng)夠(gou)更(geng)輕(qing)鬆(song)地(di)采(cai)用(yong)衛(wei)星(xing)雷(lei)達(da)架(jia)構(gou)。圖(tu) 4 是使用 AWR2188 傳感器的衛星架構方框圖。

圖 4 衛星雷達架構的方框圖

結語

通過增強對周圍世界的視野，我們可以朝著更具響應性、更安全且自動駕駛體驗更完善的未來邁進。為了更好地了解周圍環境，現代車輛會采用多種傳感模態的組合來增強 ADAS 功能。

AWR2188 等 4D 成像雷達收發器可提供支持從邊緣雷達應用演進至衛星雷達應用所需的射頻性能、通道數和級聯能力。

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