车载毫米波雷达国内外发展现状综述

韩宝石，王 峥

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

1 研究背景

随着智能交通系统在全球的广泛应用，无人驾驶技术作为信息化与工业化深度融合的产物为整个汽车产业带来了颠覆性的变化，汽车逐步由代步工具演变成为特殊的移动智能终端。高级驾驶辅助系统（ADAS）作为无人驾驶技术的基础在全球范围得到快速发展，预计未来5年，ADAS 市场年复合增速将达到39%。车载雷达是实现ADAS 功能的重要传感器设备，在汽车探测和防撞预警功能上发挥了重要的作用。

2 车载雷达简述

车载雷达是用于汽车或其他地面机动车辆的雷达，其包括基于不同技术（比如激光、超声波、微波）的各种不同雷达，有着不同的功能（比如发现障碍物、预测碰撞、自适应巡航控制），以及运用不同的工作原理（比如脉冲雷达、FMCW 雷达、微波冲击雷达）。[1]

20世纪60年代，德、美、日等发达国家内着手展开车载毫米波雷达的研究工作。早期的车载毫米波雷达发展相对缓慢，70年代中期到80年代初期，毫米波技术开始飞速发展，毫米波雷达开始逐步应用于军用系统；80年代后期，汽车毫米波防撞雷达研究活跃，单脉冲和连续调制波两种体制雷达已在美、日、欧汽车中广泛应用；21世纪后，汽车市场不断增长的需求推动了车载毫米波雷达产业的迅猛发展。目前，毫米波车载雷达的关键技术主要由博世、奥托立夫、电装、大陆等传统汽车零部件巨头所垄断，特别是76-77GHz 毫米波雷达，目前只有欧美等少数几个公司掌握核心技术。[2]

3 车载毫米波雷达国内外发展现状

3.1 欧洲

随着汽车安全概念的不断发展，欧洲首先展开了车载雷达的广泛研究。德国的AEG-Telefunken 和Bosch 公司在1973年已开始共同研究汽车雷达防撞技术，但由于毫米波组件成本高、体积大等原因无法持续跟进。直到1986年，欧洲在“欧洲高效安全交通系统计划（PROMETHEUS）”指导下重新开始了车载毫米波雷达的研制。之后，瑞典CelsiusTech 电子公司研制出适用于高速公路的自适应智能行驶控制系统（AICC），工作频率77GHz，探测距离200m。德国奔驰汽车公司于1999年率先采用77GHz 毫米波雷达的自主巡航控制系统；四年后，博世研制的77 GHz 车载雷达正式实现商用。

在频率规划政策方面，欧盟于1992 年10 月通过针对道路安全的ERC/DEC/（92）02 决议，并于1998 年6 月发布76GHz-77GHz 短距离雷达设备相关的技术指标要求和测试方法标准，包含碰撞预警系统（CW，Collision Warning），汽车巡航控制系统（ACC，Automotive Cruise Control），防撞系统（AC，Anti-Collision）等标准规定。2004年，欧盟通过决议2004/545/EC 和ECC/DEC/（04）03，并于2009 年发布77GHz-81GHz 短距离雷达设备运行标准，该标准包含了77GHz-81GHz 车载雷达技术指标及测试方法。此外，欧洲自2013年起，计划将车载雷达的使用频率由24GHz 频段逐步调整至79GHz 频段。

3.2 日本

日本车载雷达研究工作的开展也相对较早。本田、丰田与三菱等公司相继开展车载雷达的研制。在频率规划政策方面，日本是世界上唯一将车载雷达的频段确定在60-61GHz 的国家。2012年12月，日本无线工业及商贸联合会（ARIB，Association of Radio Industries and Businesses）发布的规范ARIB STD-T111《79GHz BAND HIGH-RESOLUTION RADAR》，正式将79GHz频段规划给无线电定位业务。2013年，松下与富士通研制出了79 GHz 频带毫米波车载雷达并在东京有明国际会展中心上展出。

3.3 美国

美国的车载雷达产业发展晚于欧洲，但受其相关制造业推动使得车载雷达产业发展迅猛，目前也已处于世界领先水平。1992年，福特和Eaton 公司联合开发了VORAD 安全系统，该雷达系统采用单束波方式实现前向探测预警功能，作为后装系统安置在公共巴士上，将巴士的事故发生率降低了近30%。目前，该系统仍在广泛应用，工作于24.725GHz，能够探测到106m 内多达20个目标。

在频率规划政策方面，美国将24 GHz、77 GHz 以及79GHz频带作为车载雷达的使用频段。2012年5月，博世提交了在美国使用79GHz 短距离雷达的申请。美国联邦通信委员会（FCC）计划对这项申请进行规范。随后，联邦通信委员会发布拟议通知，提议在未经授权的情况下，允许在美国使用77-81GHz 的车载雷达。

3.4 中国

我国对车载雷达的研究机构主要有微系统研究所、各汽车公司、高校和部分创新性企业等。目前，24 GHz 和77 GHz 毫米波集成电路的关键技术已取得突破。其中，国内以华域汽车为代表的一部分企业已实现24 GHz 毫米波雷达的国产化，但77 GHz 毫米波雷达的国产化进程相对滞后。此外，由于国内汽车产业对于车载雷达的需要日益增大，其他各大高校和公司也纷纷开展了车载雷达的研究和研制，部分企业也开展了79GHz 雷达的研制与相关技术的研究，但国内自主车载毫米波雷达产品总体处于研制阶段。

在频率规划政策方面，2005年原信息产业部发布了《微功率（短距离）无线电设备的技术要求》，该文件规定76GHz-77 GHz频段用于车辆测距雷达。2012年，工业和信息化部为推动我国车载毫米波雷达产业的发展，颁布了《关于发布24GHz 频段短距离车载雷达设备使用频率的通知》（工信部无〔2012〕548号），该文件将24.25GHz-26.65 GHz 频段规划用于短距离车载雷达业务。此外，我国已着手开展77GHz-81GHz 车载毫米波雷达的频率划分研究工作，但目前尚未发布77GHz-81GHz 频段分配方面的相关政策文件。

4 结束语

智能交通在全球发展迅猛，是我国当前汽车产业发展的新趋势。先进驾驶辅助系统（ADAS）市场增长迅速，车载毫米波雷达作为智能网联汽车和智慧交通的基础器件，其频率划分受到产业的密切关注。由于中国市场中高端汽车装配的毫米波雷达传感器全部依赖进口，市场被美、日、德企业垄断，价格昂贵，因此自主可控迫在眉睫。新市场对我国现有的频率划分规划也提出了新的挑战，在国际发达国家现有车载雷达频率规划经验的基础之上，建立适合我国国情的车载雷达系统的频率划分规则，能够为我国汽车产业及相关车载雷达制造业的发展提供有力的技术保障。