如今，汽車?yán)走_(dá)傳感器市場(chǎng)正在以每年 21% 的復(fù)合增長(zhǎng)率飛速擴(kuò)張，創(chuàng)造了大量芯片設(shè)計(jì)、測(cè)試和模塊部署方面的需求。



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

長(zhǎng)久以來(lái)，多家汽車制造商一直奮力拼搏，只為能在 2020 年將首輛自動(dòng)駕駛汽車投放至公共道路。但 2020 年以來(lái)，汽車行業(yè)對(duì)全自動(dòng)駕駛汽車的態(tài)度卻從絕對(duì)樂觀轉(zhuǎn)為謹(jǐn)慎看好。目前，盡管汽車行業(yè)距離實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)駕駛汽車（即沒有方向盤的自動(dòng)駕駛汽車）還有至少數(shù)年時(shí)間，但用于支持這些智能自動(dòng)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(lái)越多的汽車均需要通過(guò)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(biāo)準(zhǔn)合規(guī)壓力越來(lái)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(lái)越強(qiáng)大（見下表）。其中，汽車?yán)走_(dá)已經(jīng)成為保證汽車高級(jí)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(dá)傳感器開始進(jìn)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(diǎn)檢測(cè)、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(dá)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(dá)的進(jìn)化與發(fā)展

汽車?yán)走_(dá)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(shí)別其他車輛、行人和寵物的存在，以及收集這些目標(biāo)的位置、速度、方向、形狀和身份等細(xì)節(jié)信息。在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景中，雷達(dá)系統(tǒng)可以通過(guò)天線向目標(biāo)位置發(fā)射射頻/ 微波或毫米波信號(hào)，并使用同一天線接收返回的信號(hào)。

接著，反饋信號(hào)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(jìn)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(dá)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。

根據(jù)歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ETSI）和美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的頻譜法規(guī)，自 2022 年 1 月 1 日起，新的汽車?yán)走_(dá)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?yán)走_(dá)市場(chǎng)正在迅速擴(kuò)大。該頻段允許設(shè)計(jì)人員縮小傳感器的封裝尺寸，并通過(guò)提高帶寬來(lái)提高檢測(cè)目標(biāo)的分辨率。

如今，汽車?yán)走_(dá)傳感器市場(chǎng)正在以每年 21% 的復(fù)合增長(zhǎng)率迅速擴(kuò)張。根據(jù)《微波雜志》（Microwave Journal）的數(shù)據(jù)，到 2023 年，汽車?yán)走_(dá)市場(chǎng)的規(guī)模預(yù)計(jì)將超過(guò) 80 億美元，領(lǐng)先雷達(dá)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全監(jiān)控、航空航天及國(guó)防科技等其他領(lǐng)域的應(yīng)用。為了保證汽車?yán)走_(dá)市場(chǎng)的穩(wěn)步增長(zhǎng)，雷達(dá)的性能和可靠性至關(guān)重要。

如今，一輛自動(dòng)駕駛汽車最多可以裝載 24 個(gè)雷達(dá)傳感器。這些雷達(dá)傳感器相互之間，包括與其他車載設(shè)備之間，均可能會(huì)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(dá)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(gè)繁忙的十字路口，如果雷達(dá)提供的信息哪怕存在一點(diǎn)點(diǎn)誤差，也可能導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果。因此，每一款雷達(dá)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(yán)格的測(cè)試。如今，工程師通常會(huì)使用雷達(dá)仿真設(shè)備生成和分析不同的信號(hào)，并使用軟件針對(duì)各種一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建測(cè)試用例，從而摸清雷達(dá)模塊在各種環(huán)境下的性能與特點(diǎn)。

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

從另一方面講，雷達(dá)技術(shù)的探測(cè)分辨率仍需提高，這樣才能更好的分辨目標(biāo)。激光雷達(dá)在這方面的性能明顯更好。激光雷達(dá)傳感器使用脈沖激光檢測(cè)對(duì)象，通常具有比雷達(dá)更高的分辨率，而且探測(cè)的顆粒度更細(xì)，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(dá)傳感器技術(shù)相比，激光雷達(dá)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(dá)，最低報(bào)價(jià)甚至可以不到 1,000 美元。不過(guò)，激光雷達(dá)的常規(guī)價(jià)位仍還在 10,000 美元左右徘徊。此外，激光雷達(dá)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(lái)是否會(huì)出現(xiàn)一些新的顛覆性技術(shù)能大幅降低激光雷達(dá)的成本，進(jìn)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！