在無人駕駛架構(gòu)中，傳感層被比作為汽車的“眼睛”，包括車載攝像頭等視覺系傳感器和車載毫米波雷達(dá)、車載激光雷達(dá)和車載超聲波雷達(dá)等雷達(dá)系傳感器。為了實現(xiàn)自動駕駛和V2X的夢想，早在上個世紀(jì)毫米波雷達(dá)就已經(jīng)用在高檔汽車當(dāng)中，但當(dāng)時較低的工藝水平和較高的成本影響了毫米波雷達(dá)在汽車智能化中的應(yīng)用和普及。隨著工藝和技術(shù)的提升，體積更小、功耗更低、性能更好、價格更低，技術(shù)比較成熟的毫米波雷達(dá)又一次展現(xiàn)出在自動駕駛汽車應(yīng)用中的重要性，率先成為無人駕駛系統(tǒng)主力傳感器。
把毫米波雷達(dá)安裝在汽車上，可以測量從雷達(dá)到被測物體之間的距離、角度和相對速度等。毫米波雷達(dá)目前主要應(yīng)用于中高端車型，隨著大眾對汽車主動安全性能的認(rèn)可度增加，ADAS相關(guān)產(chǎn)品將逐漸向低端車型普及。利用毫米波雷達(dá)可以實現(xiàn)自適應(yīng)巡航控制（Adaptive CruiseControl），前向防撞報警（Forward Collision Warning），盲點(diǎn)檢測（Blind SpotDetection），輔助停車（Parking aid），輔助變道（Lane changeassistant），自主巡航控制（ACC）等高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）功能。其中24GHz 雷達(dá)系統(tǒng)主要實現(xiàn)近距離探測（SRR），而77GHz 系統(tǒng)主要實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的探測（LRR）。
作為汽車ADAS系統(tǒng)和無人駕駛技術(shù)的重要傳感器，77GHz毫米波雷達(dá)正在替代24GHz成為主流。而集成度更高、價格更有優(yōu)勢的CMOS制程毫米波雷達(dá)也逐漸成為下一代77G毫米波雷達(dá)方案的首選。
為了實現(xiàn)自動駕駛，77GHz毫米波雷達(dá)是必不可少的。如今，業(yè)界將自動駕駛的實現(xiàn)寄希望于多傳感器融合。多傳感器融合可以分為分布式、集中式以及分布集中式。但是無論采用哪種融合方式，77GHz毫米波雷達(dá)是必不可少的。目前汽車中常用的幾類傳感器中，視覺傳感器價格便宜，但得到的是二維信息，沒有深度信息。激光雷達(dá)受環(huán)境限制較小，精度和準(zhǔn)確度也比較高，不過價格昂貴。毫米波雷達(dá)具備深度信息可以提供目標(biāo)的距離，通過檢測其多普勒頻移可將目標(biāo)的速度提取出來，更重要的是相比激光雷達(dá)，毫米波雷達(dá)成本更容易被接受。目前汽車安裝的雷達(dá)傳感器數(shù)量也在不斷增加，一般來說至少要1長(LRR )+4中短(SRR)共5個毫米波雷達(dá)，中短毫米波雷達(dá)主要以24GHz為主，而長程雷達(dá)必須是77Ghz。
下圖是SRR和LRR結(jié)合應(yīng)用圖
想要完全實現(xiàn)ADAS各項功能一般需要“1長+4中短”5個毫米波雷達(dá)。以自動跟車型（Stop & Go）ACC功能為例，一般需要3個毫米波雷達(dá)。車正中間一個77GHz的LRR，探測距離在150-250米之間，角度為10度左右；車兩側(cè)各一個24GHz的MRR，角度都為30度，探測距離在50-70米之間。AEB是最有實際意義的ADAS功能，未來會成為中高檔汽車的標(biāo)配，需要1個77GHz LRR。
在汽車所需毫米波雷達(dá)數(shù)量增加的背景下，需要體積更小、功耗更低、價格更低的毫米波雷達(dá)。從應(yīng)用上開看，24GHz毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用于側(cè)向，探測距離在50-70米之間，77GHz則主要應(yīng)用于前向，探測距離在150-250米之間。兩種頻段的雷達(dá)內(nèi)部系統(tǒng)和信號處理檢測方法一致，主要區(qū)別為硬件差異，前端單片集成電路MMIC和雷達(dá)天線高頻PCB板是毫米波雷達(dá)的硬件核心。77GHz最大的優(yōu)勢是天線是24GHz的三分之一，同樣的體積可以做更多的通道，識別精度也更高，穿透能力也更強(qiáng)。
77GHz頻段比24GHz頻段的法定帶寬更寬、物理波長更短，分辨能力能提升三倍以上，雷達(dá)體積也能做得更小。目前，24GHz只能識別50厘米以上的物體，而77GHz能識別20厘米以上的物體，這個差別最重要的意義在于做到50厘米以下更容易識別行人，增加安全性。77GHz做中短距離雷達(dá)的挑戰(zhàn)在于波束寬帶小，在短距離內(nèi)，覆蓋范圍不如24GHz雷達(dá)廣，需要增加雷達(dá)數(shù)量。
目前各個國家對車載毫米波雷達(dá)分配的頻段各有不同，但主要集中在24GHz和77GHz，少數(shù)國家（如日本）采用60GHz頻段。由于77G相對于24G的諸多優(yōu)勢，未來全球車載毫米波雷達(dá)的頻段會趨同于77GHz頻段（76-81GHz）。
從原理上來說， 77G雷達(dá)系統(tǒng)和24G雷達(dá)系統(tǒng)基本相似， 沒有上面根本性的區(qū)別。對于FMCW雷達(dá)系統(tǒng)，則主要包括收發(fā)天線、射頻前端、調(diào)制信號、信號處理模塊等。毫米波雷達(dá)通過接收信號和發(fā)射信號的相關(guān)處理實現(xiàn)對目標(biāo)的探測距離、方位、相對速度。
最新的77G雷達(dá)系統(tǒng)方案一般都已經(jīng)實現(xiàn)了高度集成化，射頻、調(diào)制等電路都集成到一顆 MMIC芯片（單片式微波集成電路Monolithic MicrowaveIntegrated Circuit）,則雷達(dá)系統(tǒng)主要包括天線PCB板（板上天線）、MMIC收發(fā)器和數(shù)字信號處理模塊。MMIC具有電路損耗低、噪聲低、頻帶寬、動態(tài)范圍大、功率大、抗電磁輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。它包括多種功能電路，如低噪聲放大器（LNA）、功率放大器、混頻器、檢波器、調(diào)制器、壓控振蕩器(VCO)、移相器等。新的77G MMIC芯片一般選擇CMOS工藝。CMOS制程，是77GHz雷達(dá)的后起之秀，它的優(yōu)勢在于功耗低，數(shù)字電路屬性便于微型化集成，而缺點(diǎn)就是噪聲較大，動態(tài)范圍較小。從市場角度，消費(fèi)者更喜歡外觀漂亮的產(chǎn)品，所以在主機(jī)車廠做工業(yè)設(shè)計的時候，不希望外觀受雷達(dá)影響。在性能過關(guān)的前提下，體積更小的CMOS雷達(dá)會更受青睞，所以未來的市場將會是CMOS的。同時，基于CMOS工藝，也有方案把MMIC和數(shù)字處理芯片再做集成，實現(xiàn)單芯片77G雷達(dá)方案。
當(dāng)然，在CMOS MMIC研發(fā)生產(chǎn)過程中，CMOS與鍺硅的差異點(diǎn)，也就是難點(diǎn)所在，一個就是在CMOS本身能承受的功率較少，在低功率下要保證距離范圍的覆蓋需要一些技術(shù)手段，另一個就是CMOS噪聲較大，需要在硬件設(shè)計和降噪算法上多下功夫。這兩點(diǎn)也是不同芯片供應(yīng)商提供的MMIC的性能差異之所在。目前市場主流的77G MMIC供應(yīng)商包括 NXP，英飛凌，ADI，以及TI等傳統(tǒng)模擬大廠。
關(guān)于自動駕駛的介紹，可以參考前文更多內(nèi)容， 請點(diǎn)擊下面的鏈接：
