DCM技術(shù)加持汽車雷達，推進更精準自動駕駛傳感實現(xiàn)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）目前的汽車輔助駕駛中基本都以雷達和攝像頭為基礎(chǔ)框架，覆蓋各種短程、中程以及遠程的環(huán)境感知。

汽車雷達通過對目標物體發(fā)射并接收電磁波，感知目標距離電磁波發(fā)射點的距離、多普勒頻率、方位角、仰角等各種信息。汽車雷達是汽車實現(xiàn)更高級別自動駕駛功能過程中必不可少的一類基礎(chǔ)傳感器。

按照信號分類，雷達通常有兩種基本類型，連續(xù)波CW雷達和脈沖雷達。簡單的連續(xù)波CW雷達只能分辨被測物體的速度，缺乏對距離感測。因此通過調(diào)頻對CW雷達進行增強，也就是調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達，調(diào)頻技術(shù)給CW雷達帶來了檢測距離、檢測速度以及區(qū)分多個目標的能力。

DCM雷達進入汽車領(lǐng)域，實現(xiàn)分辨率和準確度提升

此前大部分汽車雷達都采用調(diào)頻連續(xù)波FMCW技術(shù)，F(xiàn)MCW雷達的低頻輸出在簡單的模擬檢測電路中即可實現(xiàn)，可以在相對較低的功率下工作，這是其優(yōu)勢。

但是FMCW雷達會受到發(fā)射功率、天線效率和接收機靈敏度的限制，另一方面來看，F(xiàn)MCW信號帶寬限制了雷達的最大距離導(dǎo)致在距離分辨率方面不是那么盡如人意。

隨著自動駕駛等級不斷提高，對雷達分辨率和精確度的要求也在提高，更為先進的數(shù)字編碼調(diào)制DCM技術(shù)雷達開始被汽車廠商關(guān)注。DCM雷達此前價格一直較為高昂，是軍工領(lǐng)域的常客。

得益于CMOS技術(shù)和先進信號處理技術(shù)的進步，性價比高的數(shù)字編碼調(diào)制DCM雷達開始拓寬應(yīng)用場景，有了進入汽車領(lǐng)域的可能性。

DCM數(shù)字編碼調(diào)制雷達，是一種將數(shù)字信號調(diào)制到正弦波的相位上進行探測的雷達。這種雷達的接收機可以使用匹配濾波器進行距離處理，處理各種時延相關(guān)的問題。匹配濾波器更大的帶寬能夠讓DCM雷達產(chǎn)生更小的寬度尖峰和更好的距離分辨率，讓汽車雷達整體的分辨率和準確度大大提升。

DCM雷達還有一個很有特性的性能，就是尖峰峰值銳度很高，相比FMCW的FFT算法，能夠極大提升雷達的區(qū)分目標的能力。

車用DCM雷達芯片與FMCW雷達芯片對比

車用DCM雷達由Uhnder引入市場，以Uhnder的DCM雷達芯片為例，單DCM雷達芯片能提供192個虛擬通道，比市面上常見單FMCW雷達芯片可提供的虛擬通道要多一些。如果通過級聯(lián)提高虛擬通道數(shù)量二者能實現(xiàn)的最高通道其實差別不大，但是DCM芯片級聯(lián)所需的芯片數(shù)量少，在雷達系統(tǒng)復(fù)雜度和功耗上會更占優(yōu)勢。

另一方面，干擾是FMCW雷達信號常常碰到的困難，汽車雷達發(fā)出的信號會相互干擾影響探測。DCM雷達芯片發(fā)射的信號有唯一的擴頻序列，只有同序列的信號才會被放大，不同序列的信號會被抑制，可以大大減輕信號相互干擾的問題。

雖然DCM雷達芯片的帶寬很高，但是所需的A/D轉(zhuǎn)換器卻不是想象中那么復(fù)雜高功率的，Uhnder已經(jīng)證明了DCM雷達芯片所需的低功耗高速ADC在CMOS的射頻設(shè)計中是可行的。因此就功率來說無論是單DCM雷達芯片還是級聯(lián)之后，都并不是那么高。相同分辨率下，DCM在功率上的優(yōu)勢還是很明顯的。

而從模擬和信號處理上來看，F(xiàn)MCW為了應(yīng)對虛擬接收機數(shù)量的增加需要大量的模擬處理，但是信號又只有少部分在模擬電路完成，一般都需要配單獨的數(shù)字處理芯片。DCM僅需要少量的模擬電路，信號大部分都在數(shù)字電路通過更先進的算法完成。整個雷達電路的設(shè)計復(fù)雜度是不可同日而語的。

成本下探后的DCM雷達，將這些優(yōu)勢帶入汽車領(lǐng)域，能夠為自動駕駛技術(shù)提供更精確的數(shù)字感知。

寫在最后

對于自動駕駛而言，不管多高深多復(fù)雜的算法技術(shù)都建立在能獲取可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上。如何提高汽車傳感器數(shù)據(jù)的精準度是自動駕駛升級的關(guān)鍵，DCM數(shù)字雷達無疑能對自動駕駛精準傳感的實現(xiàn)起到推進作用。