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79GHz将取代24GHz实现更佳的角度分辨率,有效提升感测精确性

章鹰观察 来源:拓墣产业研究院 作者:林雅惠 2018-07-12 10:25 次阅读

毫米波雷达因频段介于厘米波与光波间,故同时具备光波导与电磁波导特性,在军事领域已被广泛应用。随汽车电子发展与自动驾驶需求,1999年Merccedes Benz率先将毫米波雷达应用汽车领域,此后车载毫米波雷达威廉希尔官方网站 发展逐渐成熟,目前已成为ADAS关键传感器之一。相较于车载镜头与LiDAR,毫米波雷达受天候与光线影响程度较低,故其探测稳定度较佳,主要用于实现避障功能。

避免与其他设备频段冲突,车载雷达需要分配专属频段,各国频段画分略有不同,2005~2013年欧盟将24GHz作为车载毫米波雷达的频段,随后增加79GHz;而美国则使用24GHz、76~77GHz两个频段;日本系选用60~61GHz频段。各国车载毫米波雷达频段混乱的情况,使其发展受到限制,直至2015年WRC-15会议上,决议将77.5GHz~78.0GHz划分予无线电定位业务,从而使76~81GHz皆可用于车载雷达,为全球车载毫米波雷达发展提供支持。

车载毫米波雷达频段抵定,代表目前用于短距的24GHz将逐渐转由79GHz取代,对于车厂而言,除为符合国际频段标准外,79GHz亦可实现更佳的角度分辨率,进而提升感测精确性。

79GHz角度分辨率较24GHz佳的原因是目前载毫米波雷达多采用相控阵天线,天线设计方式取决于频段,即讯号的波长,波长愈短使用的发射天线愈小,故79GHz采用的天线尺寸较24GHz小,在相同尺寸下79GHz能够设计更多的收发阵列,形成较大的发射孔径与更窄的波束,借此以实现更佳的角度分辨率,惟较小的天线尺寸代表在制作工艺难度会比24GHz更高,故目前77/79GHz毫米波雷达市场多由国际Tier 1厂商把持。

车载毫米波雷达厂商着力于识别能力提升,缩短与光学传感器之差距

承如上述,车载毫米波雷达对于天候的适应能力较LiDAR与车载镜头更佳对于目标物仅有感知,并不具有识别功能,在ADAS中可实现AEB、BSDACC等应用,但要实现Level 3以上自动驾驶,仅有感知障碍物能力并不足够,故如何增加车载毫米波雷达对于感测物件的识别能力,缩短与光学传感器间的差距,已成为各厂商投入的重点方向,此亦为Metawave被众多车厂与Tier 1所看好的原因。

目前提升车载毫米波雷达识别能力主要方式包括合成孔径雷达威廉希尔官方网站 (SAR)、结合微多普勒(Micro-Doppler)效应的自动目标识别(ATR)算法或与镜头整合等。

当然透过增加频宽、扩展天线尺寸、增加天线数量等以提升角度分辨率的方式,亦有助提升识别率,然而此类方案在传感器尺寸朝向小型化的发展趋势下,可发挥空间有限,使得车载毫米波雷达厂商多朝向SAR、ATR与结合镜头的研发方向发展。

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