車載毫米波雷達國內外發展現狀綜述

韓寶石，王 崢

（國家無線電監測中心檢測中心，北京 100041）

1 研究背景

隨著智能交通系統在全球的廣泛應用，無人駕駛技術作為信息化與工業化深度融合的產物為整個汽車產業帶來了顛覆性的變化，汽車逐步由代步工具演變成為特殊的移動智能終端。高級駕駛輔助系統（ADAS）作為無人駕駛技術的基礎在全球范圍得到快速發展，預計未來5年，ADAS 市場年復合增速將達到39%。車載雷達是實現ADAS 功能的重要傳感器設備，在汽車探測和防撞預警功能上發揮了重要的作用。

2 車載雷達簡述

車載雷達是用于汽車或其他地面機動車輛的雷達，其包括基于不同技術（比如激光、超聲波、微波）的各種不同雷達，有著不同的功能（比如發現障礙物、預測碰撞、自適應巡航控制），以及運用不同的工作原理（比如脈沖雷達、FMCW 雷達、微波沖擊雷達）。[1]

20世紀60年代，德、美、日等發達國家內著手展開車載毫米波雷達的研究工作。早期的車載毫米波雷達發展相對緩慢，70年代中期到80年代初期，毫米波技術開始飛速發展，毫米波雷達開始逐步應用于軍用系統；80年代后期，汽車毫米波防撞雷達研究活躍，單脈沖和連續調制波兩種體制雷達已在美、日、歐汽車中廣泛應用；21世紀后，汽車市場不斷增長的需求推動了車載毫米波雷達產業的迅猛發展。目前，毫米波車載雷達的關鍵技術主要由博世、奧托立夫、電裝、大陸等傳統汽車零部件巨頭所壟斷，特別是76-77GHz 毫米波雷達，目前只有歐美等少數幾個公司掌握核心技術。[2]

3 車載毫米波雷達國內外發展現狀

3.1 歐洲

隨著汽車安全概念的不斷發展，歐洲首先展開了車載雷達的廣泛研究。德國的AEG-Telefunken 和Bosch 公司在1973年已開始共同研究汽車雷達防撞技術，但由于毫米波組件成本高、體積大等原因無法持續跟進。直到1986年，歐洲在“歐洲高效安全交通系統計劃（PROMETHEUS）”指導下重新開始了車載毫米波雷達的研制。之后，瑞典CelsiusTech 電子公司研制出適用于高速公路的自適應智能行駛控制系統（AICC），工作頻率77GHz，探測距離200m。德國奔馳汽車公司于1999年率先采用77GHz 毫米波雷達的自主巡航控制系統；四年后，博世研制的77 GHz 車載雷達正式實現商用。

在頻率規劃政策方面，歐盟于1992 年10 月通過針對道路安全的ERC/DEC/（92）02 決議，并于1998 年6 月發布76GHz-77GHz 短距離雷達設備相關的技術指標要求和測試方法標準，包含碰撞預警系統（CW，Collision Warning），汽車巡航控制系統（ACC，Automotive Cruise Control），防撞系統（AC，Anti-Collision）等標準規定。2004年，歐盟通過決議2004/545/EC 和ECC/DEC/（04）03，并于2009 年發布77GHz-81GHz 短距離雷達設備運行標準，該標準包含了77GHz-81GHz 車載雷達技術指標及測試方法。此外，歐洲自2013年起，計劃將車載雷達的使用頻率由24GHz 頻段逐步調整至79GHz 頻段。

3.2 日本

日本車載雷達研究工作的開展也相對較早。本田、豐田與三菱等公司相繼開展車載雷達的研制。在頻率規劃政策方面，日本是世界上唯一將車載雷達的頻段確定在60-61GHz 的國家。2012年12月，日本無線工業及商貿聯合會（ARIB，Association of Radio Industries and Businesses）發布的規范ARIB STD-T111《79GHz BAND HIGH-RESOLUTION RADAR》，正式將79GHz頻段規劃給無線電定位業務。2013年，松下與富士通研制出了79 GHz 頻帶毫米波車載雷達并在東京有明國際會展中心上展出。

3.3 美國

美國的車載雷達產業發展晚于歐洲，但受其相關制造業推動使得車載雷達產業發展迅猛，目前也已處于世界領先水平。1992年，福特和Eaton 公司聯合開發了VORAD 安全系統，該雷達系統采用單束波方式實現前向探測預警功能，作為后裝系統安置在公共巴士上，將巴士的事故發生率降低了近30%。目前，該系統仍在廣泛應用，工作于24.725GHz，能夠探測到106m 內多達20個目標。

在頻率規劃政策方面，美國將24 GHz、77 GHz 以及79GHz頻帶作為車載雷達的使用頻段。2012年5月，博世提交了在美國使用79GHz 短距離雷達的申請。美國聯邦通信委員會（FCC）計劃對這項申請進行規范。隨后，聯邦通信委員會發布擬議通知，提議在未經授權的情況下，允許在美國使用77-81GHz 的車載雷達。

3.4 中國

我國對車載雷達的研究機構主要有微系統研究所、各汽車公司、高校和部分創新性企業等。目前，24 GHz 和77 GHz 毫米波集成電路的關鍵技術已取得突破。其中，國內以華域汽車為代表的一部分企業已實現24 GHz 毫米波雷達的國產化，但77 GHz 毫米波雷達的國產化進程相對滯后。此外，由于國內汽車產業對于車載雷達的需要日益增大，其他各大高校和公司也紛紛開展了車載雷達的研究和研制，部分企業也開展了79GHz 雷達的研制與相關技術的研究，但國內自主車載毫米波雷達產品總體處于研制階段。

在頻率規劃政策方面，2005年原信息產業部發布了《微功率（短距離）無線電設備的技術要求》，該文件規定76GHz-77 GHz頻段用于車輛測距雷達。2012年，工業和信息化部為推動我國車載毫米波雷達產業的發展，頒布了《關于發布24GHz 頻段短距離車載雷達設備使用頻率的通知》（工信部無〔2012〕548號），該文件將24.25GHz-26.65 GHz 頻段規劃用于短距離車載雷達業務。此外，我國已著手開展77GHz-81GHz 車載毫米波雷達的頻率劃分研究工作，但目前尚未發布77GHz-81GHz 頻段分配方面的相關政策文件。

4 結束語

智能交通在全球發展迅猛，是我國當前汽車產業發展的新趨勢。先進駕駛輔助系統（ADAS）市場增長迅速，車載毫米波雷達作為智能網聯汽車和智慧交通的基礎器件，其頻率劃分受到產業的密切關注。由于中國市場中高端汽車裝配的毫米波雷達傳感器全部依賴進口，市場被美、日、德企業壟斷，價格昂貴，因此自主可控迫在眉睫。新市場對我國現有的頻率劃分規劃也提出了新的挑戰，在國際發達國家現有車載雷達頻率規劃經驗的基礎之上，建立適合我國國情的車載雷達系統的頻率劃分規則，能夠為我國汽車產業及相關車載雷達制造業的發展提供有力的技術保障。