采埃孚4D成像雷达拆解.pdf

【4D毫米波雷达详解】 4D毫米波雷达是近年来汽车自动驾驶领域的一项重要技术，它在传统的3D毫米波雷达基础上增加了对目标高度信息的探测能力，从而提供了更丰富的感知信息。采埃孚的4D成像雷达是这类技术的一个典型代表，其应用在国内某中高端纯电平台上，每辆车安装2个，分别位于前后保险杠内部，最远探测距离可达350米。 4D毫米波雷达的核心组件包括微带天线阵列、微波集成电路（MMIC）、分功电阻、高频PCB板材等。天线阵列由28根天线组成，其中12根为发射天线，16根为接收天线，通过多输入多输出（MIMO）技术扩大虚拟孔径，创建192个虚拟通道，提高探测精度。MMIC是雷达的关键部件，负责毫米波信号的调制、发射、接收和解调，采埃孚的4D雷达采用了德州仪器的AWR2243P，这是一种支持多片级联的第二代毫米波传感器，具有显著提升的射频性能。 传统毫米波雷达只能提供距离、速度和方位角信息，而4D雷达通过增加天线的垂直布局，结合MIMO技术和相位测角原理，能同时获取目标的高度信息。这种能力使得4D雷达在识别路牌、地面井盖、跨线桥等垂直物体时避免误判，增强了自动驾驶系统的安全性。 此外，4D雷达的硬件设计包括发射单元及PCB、数字接口板等。发射单元正面有28根收发天线，4个MMIC，每个MMIC具备3个发射天线和4个接收天线。分功电阻确保功率均衡分配，本振功分线保证所有MMIC同步工作。背面有连接器用于数据通信和供电，电源管理集成电路（PMIC）提供稳定的电压，DDR3存储单元缓存数据和处理结果，赛灵思的ZYNQ UltraScale+ MPSoC FPGA进行复杂信号处理，模数转换器ADC将模拟信号转化为数字信号。 数字接口板则扮演着与整车域控通信和电源适配的角色，通常采用CAN、FlexRay等通信协议，确保雷达数据能准确无误地传输到车辆的中央控制系统。 4D毫米波雷达通过技术创新和优化硬件设计，实现了对目标四维信息的捕捉，大大提升了自动驾驶系统对周围环境的理解能力，对于智能驾驶技术的发展具有重要意义。随着技术的不断进步，4D雷达将在未来的汽车安全和自动化驾驶领域发挥更加关键的作用。