毫米波雷达发展

「完全自动驾驶」就是说汽车由整个自动驾驶系统负责任，包括加速、转向、制动都由汽车来操纵。这是自动驾驶大致的内容和定义。图1中没有提完全无人驾驶，就是说整个车完全无人的话，应该在这上面还有一层，估计到那个时候，汽车工业可能是另外一种形态，就是说汽车工业可能来到后汽车工业时代，所以没有把这一部分表达出来。

大家可以看到，自动驾驶进入市场的时间上大致在2020年或者2025年，可能这是限于一些高档车型以试验性质来运行的时间。就是说，实际到我们一般人买的车里面出现自动驾驶的话，估计还要更长的时间。

图2自动驾驶的实现途径

在自动驾驶里面，我们实现自动驾驶，主要是这么两种途径：一个是基于车载自身传感器的「自主行走控制系统」；还有一个基于

V2X获取前方信息的「协调型行走系统」，也就是所谓的汽车网联。

再往上一层就是智能加上网联，当智能和网联这两个系统联合在一起，可能就是将来的自动驾驶系统。

2020年或者2025年，这个时间上都是相对来说比较含糊的。为什么？因为网联这条路，用什么样的方式，包括什么样的标准，到目前来说还具有很多模糊性，在技术上还没有完全准确的时间。所以，要将智能和网联这两条线合并到一条线的时间上，就不是那么准确了。

图3自动驾驶的商业路线

现在在自动驾驶技术的商业化路线方面，我们前面有的初级自动驾驶，也可以说是ADAS系统，在主机厂里面，现在主机厂里面一般采用SAE 1级、2 级，然后往3级、4级方向发展。0级在很早以前，90年代就有了。

然后在中级里面，像现在的特斯拉直接从2级开始。当然特斯拉从SAE 2级、3级开始也有它的产业基础，在美国那边汽车公司里面都已经进入了2级，它再从0级出发也是不符合时代的。所以它的表

现也是属于比较正常的，当然特斯拉更多的是从2级自动化用了3级的HMI（人机界面）系统，这样有一种跨界的感觉。

图4汽车环境感知传感器的特点

自动驾驶里面，智能的这部分更多是车载传感器的集合、传感器的融合以及应用。在传感器里面（如图4所示），车载传感器主要是分五种：电子雷达、激光雷达、相机、红外线相机、超声波传感器。其中，超声波由于探测距离太近，虽然现在搭载率很高，但是将来可能会更多的被取代。

在激光雷达方面，现在多线的激光雷达价格还相对比较高，而且这个价格什么时候降下来并不一定，我们很多人都想激光雷达在未来几年内价格能降下来，但是这个可能很难做到。当年毫米波雷达也是从90年代开始一直降价降到现在，终于从数万美金降到―百美金。所以说，这个时间的发展往往不一定如我们所期待的那么顺利。

图5现代车载雷达构成

在汽车电子雷达方面，现在汽车搭载的主要是往前看的前视雷达，有24G和77G两种远距离雷达。这个24G的里面，也有往后视的24G的雷达。24G和77G的雷达的区别点在于，24G分窄带和宽带两种雷达，77G 主要是窄带雷达，它的带宽比较窄。

77G、76G，虽然法规上允许最大1个GHz，但是77G雷达的带宽大概在500MHz 以内，带宽不够高的话，会带来距离分解能力不高的问题。24G 的宽带雷达当时在法规上最大可以到2个GHz，也有说当时 26G可以用4个GHz。这里带宽的提高使得分解能力提高很多。但是由于只有2G带宽的信息分辨能力、运算速度的限制和EU区域限制，带宽带来的效果并没有表现出来。

智能驾驶毫米波雷达

稍微介绍一下汽车雷达的历史，其实最早从70年代、80年代，大家就一直在做汽车车载毫米波雷达。汽车的智能化也不是最近才提起的话题，实际上在70年代的时候大家就想做汽车的智能化。

图6车载毫米波雷达的发展史

在图6中可以看到，70年代的时候汽车上面背着几个大脸盆似的天线，这个时候就开始想着做汽车智能化。1990年开始，进入90年代微电子技术的发展，一下子使得雷达小型成为可能，也是在这个时候雷达开始开发得快一点。

图7雷达芯片的进程

车载雷达里面有一个芯片材料，这个芯片从90年代开始，最早是用GaAs这种材料，现在是SiGe，在将来五到十年可能CMOS芯片会出来。用CMOS做的高频信号发生器，当材料变得越来越便宜的同

时，它的功率、噪声、功放这方面的表现会越来越难控制，它对生产工艺的相对要求就会越来越高。

现在国外也在往CMOS这个方向转，但是刚刚起步阶段，相对来说制造工艺技术方面要求更高。我们要注意一点，当一种新的材料、新的技术导入的时候，在起步的前几年，它的价格肯定会比它的上一代暂时贵，例如CMOS芯片比SiGe芯片贵，但这是起步阶段必然的问题。

79GHz雷达技术

我们的下一代雷达会是什么？

我们反转来看过去历史的发展就会看到，现在我们使用的技术，其实就是十年前各个研究所、大学在开发的技术。也就是说，在将来下一个五年、十年，我们会用的技术基本上目标是定在79G毫米波雷达。国外5到10年前就已经开始做79G。

为什么会用79G？

图8为何会是79GHz雷达？

如图8所示，我们现阶段用的77G的毫米波雷达，根据雷达的公式，带宽较窄的情况下，它的距离分辨率大概也就是1米的范围。

当带宽提高的话，我们可以看到在79G用了4个GHz，它的距离分辨率可以提高到很多。当距离分辨率提高到了10个厘米，两个物体前后左右相隔的距离差达到10个厘米也能测量出来的话，就不需要角度的分解了，也就是说不需要相控阵天线就可以把两个物体分开。这能够极大地提高道路上各种障碍物的分离检测能力，而不需要带上一个强大的相控阵天线。

图9自动驾驶用下一代车载雷达构成

在今后，由于79G雷达的出现，将来的智能驾驶的汽车就会前向还是24G、77G的远距离雷达，但在中间侧向有4个79 的毫米波雷达，来实现环视。

79G的毫米波雷达具有高分解能力，使得在某些功能可以逐渐代替一些现有的光学传感器的性能。也就是说79G除了水平方向的高分