干货周记：毫米波雷达（三）-畅想篇（汽车电子20）

这期咱聊点有意思的。

开聊之前，咱先补充一下，前两期没提到的几个点，作为补充：

毫米波雷达为啥爱用FMCW？这其实也是行业多年进化的结果，CW只能测速度不能测距离，AMCW的探测时间太长，FSK不能同时测量多个目标。PSK在高分辨率时，信号处理复杂度太大。

当前车载毫米波雷达MMIC的主要工艺类型，还是CMOS？因为它足够便宜，且集成度高（可集成部分模拟和数字处理），有利于大规模量产。目前CMOS的28nm，40nm制程，也已能满足77GHz的频率要求（但也几乎接近CMOS上限了），大致对比如下：

其他几个小点：

雷达角度分辨率≈波束的宽度，天线越多，波束越窄，分辨率就越高。

FMCW的Tchirp间隔一般≥10us，这为了让PLL有稳定时间，防止内部锁相环失锁。CHIRP斜率越大，相同距离条件下它所需的ADC采样率越大。且算距离分辨率时的FFT点数更少，导致精度更差。

探测距离（200米是及格线）、角分辨率（1°以下才能分清相邻车道）、刷新率（常见为30Hz）、抗干扰（128个目标同时追踪才算真本事）、ADC采样率（50MHz以上才能更远）等规格，是实战中常常关注的指标。

一、有趣的发现：雷达处理器竟和音频处理器如此相似？

如果咱把毫米波看作一种特殊的声波，那就有意思了：

“发射天线”就是“喇叭”。二者都是电信号->物理信号，发送信号出去，通常也都需要PA的助力。

“接收天线”就是“麦克风”。二者都物理信号->电信号，接收信号回来，也都可做波束成形，感知目标的方位。经过LNA等处理后，送给ADC。

雷达通过相位控制天线阵列实现目标角度估计（如汽车雷达的俯仰角测量），音频通过麦克风阵列定位声源方向（如智能音箱的语音唤醒）。

“MMIC收发机”就是“Codec编解码器”。二者均为数字和模拟世界的桥梁，有各自的信号收发机制，也都包含ADC、LNA、LPF等必要的前端处理。

“目标跟踪”就是“语音增强”，前者更喜欢用“卡尔曼滤波”，后者则爱用“维纳滤波”。（具体可参考之前文章：《干货周记：趣说“语音降噪”（一）（番外篇17）》）

“CFAR”就是“VAD”。这哥俩，一个在电磁世界追凶，一个在声波宇宙鉴声，都被用来判断是否存在目标信号。前者通过计算噪声和杂波统计特性，动态设置检测阈值，再根据阈值判断是否有目标信号。后者也是根据信号/噪声能量、频谱等特征算出一个阈值，通过阈值判断是否有语音信号。

“多普勒滤波”就是“谱减法降噪”，目的都是干掉背景干扰，给信号降噪。

“脉冲压缩”就是“DRC动态范围控制”，二者都是通过对信号的定向处理，提升局部分辨率。

“微动多普勒特征”就是“MFCC梅尔倒谱系数”，二者都是通过时/频谱变换，抽象出目标信号的特征。

看到这，有没有觉得雷达和音频，只是频率不同的亲兄弟？二者甚至还能在应用上，相互借鉴。比如：

一、算法移植。雷达的稀疏信号恢复算法，可用来优化音频的带宽扩展。音频中的深度学习降噪模型（如RNNoise）改进后，也能用于雷达杂波抑制。

二、交叉参考。毫米波雷达的波束成形芯片设计经验，可提升麦克风阵列的指向性精度；音频Codec的低功耗设计方法，可优化雷达接收机的能效。

这么像，难怪Cadence的Tensilica也分别有面对雷达（Vision 1xx DSP系列）和音频（HiFix DSP系列）的IP核，

二、毫米波雷达，未来发展趋势

标配，从功能件到标品。随着智驾的普及，再加上毫米波雷达的全天候特性，它在未来将是标配。这一点，现在的车上就已初现端倪，我们或多或少都能找到毫米波雷达的影子，常见为4个角雷达和一个前向雷达。

降价，极致内卷。就像摄像头和激光雷达一样，毫米波雷达的价格也一定会被打下来。这里不仅指毫米波雷达本身，还包括其拓扑结构。比如：雷达处理的中心化，从原来每个雷达都有个边缘雷达处理器，可能会普及卫星架构，即雷达里不再放处理器，直接传原始数据到中央ECU，统一计算。

4D毫米波雷达普及（包括前向雷达和角雷达）。更多的通道+俯仰角，可形成高密度点云，这对传感器数据融合很关键。应用场景：城区复杂路况的行人/自行车识别、高架桥下定位、隧道内目标追踪。总之，由奢入俭难。

AI重构算法链。比如，基于深度学习的目标检测模型，直接处理原始ADC数据，可使暴雨、大雪等极端天气下的虚警率降低80%。再比如，通过神经网络识别非刚性目标微动特征（如行人摆臂频率、动物肢体运动），区分活体与非活体目标。这对OMS舱内毫米波雷达应用也有参考意义。

传感器深度融合。比如在原始数据层，就融合毫米波雷达、摄像头和激光雷达数据，通过AI模型实现跨模态特征对齐。以解决"鬼影"、夜间低光照场景下的目标分类等棘手问题。

三、产业链玩家

另外，值得注意的是，Cadence也提供了一些用于毫米波雷达处理器的IP核（如Tensilica Vision341 DSP），很多厂家也可以放到自家芯片中。

高频板材供应商：

罗杰斯，泰康利，雅龙，沪电股份，生益科技等

Tier1：

博世（Bosch）、大陆（Conti）、电装（Denso）、德赛西威、华为，华域、宝隆、森斯泰克、楚航科技，几何伙伴，行易道等。

从3D到4D，毫米波雷达的迅猛发展，正在突破各种结界。当一众车厂秣马厉兵，频频放出“智驾”大招，当国产供应商们摩拳擦掌，纷纷加入这场自动驾驶的"突围战"...

你的下一辆车，会选谁呢？