如今，汽車雷達傳感器市場正在以每年 21% 的復(fù)合增長率飛速擴張，創(chuàng)造了大量芯片設(shè)計、測試和模塊部署方面的需求。



隨著汽車行業(yè)向SAE L5 級自動駕駛汽車穩(wěn)步邁進，傳感器測試方面的挑戰(zhàn)也日益凸顯。

長久以來，多家汽車制造商一直奮力拼搏，只為能在 2020 年將首輛自動駕駛汽車投放至公共道路。但 2020 年以來，汽車行業(yè)對全自動駕駛汽車的態(tài)度卻從絕對樂觀轉(zhuǎn)為謹慎看好。目前，盡管汽車行業(yè)距離實現(xiàn)真正的全自動駕駛汽車（即沒有方向盤的自動駕駛汽車）還有至少數(shù)年時間，但用于支持這些智能自動駕駛汽車工作的相關(guān)技術(shù)與創(chuàng)新卻一直層出不窮。

如今，越來越多的汽車均需要通過傳感器技術(shù)與其他車載設(shè)備和周邊環(huán)境相連接。在此背景下，汽車開發(fā)人員面臨的安全標準合規(guī)壓力越來越大?，F(xiàn)階段，汽車行業(yè)可以選擇的傳感器類型日益豐富，性能也越來越強大（見下表）。其中，汽車雷達已經(jīng)成為保證汽車高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）正常工作的重要使能技術(shù)之一。

大約 10 年前，24 GHz 雷達傳感器開始進入工程人員的視線，并在一定程度上使能了一批全天候 ADAS 功能，如盲點檢測、車道變換、停車輔助以及碰撞避免等。與攝像頭技術(shù)相比，雷達技術(shù)受光照條件或惡劣天氣的影響更小，因此很快獲得了 ADAS 應(yīng)用的青睞。



雷達的進化與發(fā)展

汽車雷達可以掃描三維空間，并收集有關(guān)其他道路用戶和靜態(tài)物體的信息，包括識別其他車輛、行人和寵物的存在，以及收集這些目標的位置、速度、方向、形狀和身份等細節(jié)信息。在大多數(shù)應(yīng)用場景中，雷達系統(tǒng)可以通過天線向目標位置發(fā)射射頻/ 微波或毫米波信號，并使用同一天線接收返回的信號。

接著，反饋信號將觸發(fā)車輛的電子控制單元，并激活相應(yīng)的 ADAS 響應(yīng)，比如發(fā)出車輛變道提示、進行脆弱道路用戶預(yù)警或激活車輛的自適應(yīng)巡航控制以幫助駕駛員保持安全車距等。


24 GHz 和 77 GHz 頻段雷達在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。

根據(jù)歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）和美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）的頻譜法規(guī)，自 2022 年 1 月 1 日起，新的汽車雷達設(shè)備將不得繼續(xù)使用 24 GHz 頻段和 UWB 頻段。

受此規(guī)定影響，76 GHz 至 81GHz 汽車雷達市場正在迅速擴大。該頻段允許設(shè)計人員縮小傳感器的封裝尺寸，并通過提高帶寬來提高檢測目標的分辨率。

如今，汽車雷達傳感器市場正在以每年 21% 的復(fù)合增長率迅速擴張。根據(jù)《微波雜志》（Microwave Journal）的數(shù)據(jù)，到 2023 年，汽車雷達市場的規(guī)模預(yù)計將超過 80 億美元，領(lǐng)先雷達技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測、安全監(jiān)控、航空航天及國防科技等其他領(lǐng)域的應(yīng)用。為了保證汽車雷達市場的穩(wěn)步增長，雷達的性能和可靠性至關(guān)重要。

如今，一輛自動駕駛汽車最多可以裝載 24 個雷達傳感器。這些雷達傳感器相互之間，包括與其他車載設(shè)備之間，均可能會產(chǎn)生干擾效應(yīng)。然而，考慮到汽車行業(yè)的特殊性質(zhì)，雷達行業(yè)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用決不允許任何誤差。例如，在一個繁忙的十字路口，如果雷達提供的信息哪怕存在一點點誤差，也可能導(dǎo)致十分嚴重的后果。因此，每一款雷達模塊在量產(chǎn)和真正應(yīng)用至汽車產(chǎn)品之前都必須經(jīng)歷非常嚴格的測試。如今，工程師通常會使用雷達仿真設(shè)備生成和分析不同的信號，并使用軟件針對各種一致性測試標準創(chuàng)建測試用例，從而摸清雷達模塊在各種環(huán)境下的性能與特點。

可以想象，每一款雷達在真正上市前均需要經(jīng)歷成千上萬次測試。因此，一些測試經(jīng)理還會使用智能實驗室操作軟件進行被測設(shè)備（DUT）的系統(tǒng)化測試管理，從而更好地幫助他們更準確的判斷產(chǎn)品原型是否已經(jīng)可以進行大規(guī)模生產(chǎn)。在功能測試層面，工程師現(xiàn)在已經(jīng)可以為 76 GHz - 81 GHz 雷達模擬多個檢測目標，從而允許雷達模塊開發(fā)人員和汽車制造商能夠在真實道路測試之前，在安全的虛擬環(huán)境中模擬大量現(xiàn)實場景。

從另一方面講，雷達技術(shù)的探測分辨率仍需提高，這樣才能更好的分辨目標。激光雷達在這方面的性能明顯更好。激光雷達傳感器使用脈沖激光檢測對象，通常具有比雷達更高的分辨率，而且探測的顆粒度更細，因此可以提供更完整的車輛環(huán)境視圖。

然而，與攝像頭和雷達傳感器技術(shù)相比，激光雷達通常更昂貴。目前，一些行業(yè)新秀正試圖推出更便宜的激光雷達，最低報價甚至可以不到 1,000 美元。不過，激光雷達的常規(guī)價位仍還在 10,000 美元左右徘徊。此外，激光雷達還面臨數(shù)據(jù)速率高、工作功耗大，以及低照明條件下的性能較差等種種限制。未來是否會出現(xiàn)一些新的顛覆性技術(shù)能大幅降低激光雷達的成本，進而推廣其在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用呢？讓我們拭目以待吧！