2月7日，助力智慧交通——“中國(guó)芯”新一代高頻高性能超距毫米波雷達(dá)新技術(shù)新成果發(fā)布會(huì)在北京成功舉行。

此次發(fā)布的新一代高頻高性能超距毫米波雷達(dá)由河北交通投資集團(tuán)聯(lián)合北京理工大學(xué)毛二可院士創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)芯”、遠(yuǎn)距離、全覆蓋、高可靠、高精度、多場(chǎng)景六大突破，首次采用國(guó)產(chǎn)94GHz毫米波雷達(dá)芯片，打破了高頻段毫米波雷達(dá)芯片進(jìn)口受限局面，解決了核心元器件“卡脖子”技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了高頻段毫米波雷達(dá)芯片的自主可控；探測(cè)縱向距離達(dá)1200米以上，橫向覆蓋范圍達(dá)50米，精度高、抗干擾能力強(qiáng)，有效解決了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)遠(yuǎn)距探測(cè)能力不足的問(wèn)題，極大擴(kuò)展了高速公路的感知范圍和感知精度，為智能網(wǎng)聯(lián)、車路協(xié)同、感知技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步提供強(qiáng)力支撐，引領(lǐng)智慧交通感知技術(shù)和感知能力建設(shè)邁上新臺(tái)階。

新一代高頻高性能超距毫米波雷達(dá)由河北交通投資集團(tuán)有限公司、北京理工大學(xué)、中國(guó)公路學(xué)會(huì)科技成果轉(zhuǎn)化中心聯(lián)合發(fā)布。

當(dāng)前汽車?yán)走_(dá)普遍采用79-81GHz，在這一頻段，為了避免汽車和路側(cè)雷達(dá)同頻干擾，探索車-路高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展之路，河北交通投資集團(tuán)聯(lián)合北京理工大學(xué)毛二可院士創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先完成新一代94GHz超距毫米波雷達(dá)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)芯”、遠(yuǎn)距離、全覆蓋、高可靠、高精度、多場(chǎng)景六大突破。

主要表現(xiàn)在：

首先，新一代超距毫米波雷達(dá)成功研發(fā)了“中國(guó)芯”——94GHz毫米波雷達(dá)芯片。射頻芯片是雷達(dá)的核心元器件。為應(yīng)對(duì)當(dāng)前的芯片限制及信息安全等問(wèn)題，提升雷達(dá)角度分辨率，研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了94GHz多通道收發(fā)毫米波雷達(dá)芯片集成設(shè)計(jì)、流片工藝和封裝工藝等關(guān)鍵技術(shù)研究，創(chuàng)新性采用硅基和化合物異質(zhì)集成封裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了92～96GHz寬頻帶毫米波雷達(dá)芯片自主可控，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。

第二，為優(yōu)化智慧高速建設(shè)成本，遠(yuǎn)距離探測(cè)一直是雷達(dá)的研究熱點(diǎn)。現(xiàn)有雷達(dá)多采用調(diào)頻連續(xù)波體制，通過(guò)發(fā)射多個(gè)重復(fù)脈沖序列，在距離速度二維頻譜上獲得相參積累增益，能量積累效果有限。對(duì)此，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于MIMO體制雷達(dá)波形設(shè)計(jì)理念及準(zhǔn)則，創(chuàng)新性采用復(fù)雜MIMO波形組合及跨域相參積累信號(hào)處理方法，進(jìn)一步提高了測(cè)速精度和數(shù)據(jù)刷新率，將雷達(dá)探測(cè)距離范圍提升至了1200米以上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)的高精度、遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)跟蹤。

第三，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，汽車保有量逐年攀升，10、12車道等高速公路進(jìn)入發(fā)展的行列，應(yīng)急車道在交通擁堵?tīng)顟B(tài)下的開(kāi)放問(wèn)題越來(lái)越迫切，94GHz超距毫米波雷達(dá)進(jìn)一步擴(kuò)大了檢測(cè)視角，橫向覆蓋范圍達(dá)50m，同時(shí)增加俯視探測(cè)能力，可滿足雙向12車道大場(chǎng)景無(wú)盲區(qū)目標(biāo)檢測(cè)要求。

第四，高可靠方面，94GHz超距毫米波雷達(dá)采用復(fù)雜波形編碼、目標(biāo)參數(shù)高分辨估計(jì)等技術(shù)，有效解決了復(fù)雜交通場(chǎng)景、超密集電磁環(huán)境等雷達(dá)同頻相互干擾、檢測(cè)失真等問(wèn)題。雷達(dá)工作溫度-40℃～+85℃、防護(hù)等級(jí)為IP67，在高溫低寒、雨雪等惡劣天氣情況下，仍可保持穩(wěn)定探測(cè)性能，支撐實(shí)現(xiàn)道路全天時(shí)、全天候通行。

第五，高精度方面，超距毫米波雷達(dá)采用近端大視角寬波束和遠(yuǎn)端高增益窄波束相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)近端、遠(yuǎn)端同時(shí)保持0.2m的定位精度，實(shí)時(shí)輸出目標(biāo)的速度、位置、車輛類型等信息，目標(biāo)單次掃描處理時(shí)延低于70ms，同時(shí)滿足高傳輸功率和大工作帶寬，在距離、速度、角度分辨率及精度方面相較于現(xiàn)在使用的24G和80GHz雷達(dá)有明顯優(yōu)勢(shì)。

第六，超距毫米波雷達(dá)不受場(chǎng)景應(yīng)用限制，可全天時(shí)全天候超視距感知交通狀態(tài)，當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景包括正常路段的高速車輛目標(biāo)監(jiān)測(cè)、擁堵場(chǎng)景下低速乃至停車的探測(cè) ，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)車輛跟蹤、危險(xiǎn)駕駛行為監(jiān)測(cè)和預(yù)警，全域事件檢測(cè)及事故智能跟蹤，雷達(dá)視頻感知聯(lián)動(dòng)等場(chǎng)景，適用于直路、彎路、匝道、跨線橋、樞紐互通等多場(chǎng)景安裝，實(shí)現(xiàn)智慧高速全天時(shí)、全天候、全路段實(shí)時(shí)監(jiān)控，為全天候交通出行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

在應(yīng)用場(chǎng)景方面，該雷達(dá)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域主要有以下四大場(chǎng)景：

一是全域事件檢測(cè)。超距毫米波雷達(dá)組網(wǎng)后可實(shí)現(xiàn)全路段波束覆蓋，通過(guò)采集車輛定位信息，分析車輛行駛狀態(tài)，瞬時(shí)判別事故事件信息，在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)施有效的事故應(yīng)急救援。同時(shí)雷達(dá)可判斷異常停車、超速行駛、壓線變道、逆行等危險(xiǎn)駕駛及交通違法行為；識(shí)別交通擁堵等道路狀況，為交通治理提供便利，為提升道路暢通提供數(shù)據(jù)支持。

二是強(qiáng)電磁干擾環(huán)境目標(biāo)檢測(cè)。94GHz超距毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)了交通與車載雷達(dá)頻段的大幅度區(qū)分，規(guī)避車路間電磁干擾。此外，進(jìn)一步設(shè)計(jì)基于脈間頻率捷變，實(shí)現(xiàn)波形分集，抑制交通雷達(dá)間的電磁互擾，極大提高智慧交通復(fù)雜密集電磁環(huán)境中的抗干擾性能，提升了車端、路端數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，消除了安全隱患。

三是車路協(xié)同融合感知。當(dāng)服務(wù)于智能網(wǎng)聯(lián)車輛時(shí)，該雷達(dá)以超低時(shí)延功能將雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至車端，協(xié)助L3、L4級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)車輛提高周邊態(tài)勢(shì)感知和分析能力，實(shí)現(xiàn)避碰、車道級(jí)導(dǎo)航、危險(xiǎn)預(yù)警等功能。當(dāng)服務(wù)于非智能網(wǎng)聯(lián)車輛時(shí)，借助雷達(dá)實(shí)時(shí)傳輸?shù)某暰喔兄畔?，?shí)現(xiàn)車道級(jí)定位和智慧駕駛引導(dǎo)，對(duì)事故車道、施工車道、危險(xiǎn)路段提前研判，提升車、人、路、物信息獲取能力，保障更便捷、更安全、更綠色的出行。

四是無(wú)盲區(qū)全天候交通狀態(tài)感知。新一代94GHz超距毫米波雷達(dá)在俯仰探測(cè)維度采用波束賦形技術(shù)，在解決常規(guī)雷達(dá)“燈下黑”問(wèn)題的同時(shí)，兼顧遠(yuǎn)距檢測(cè)范圍，實(shí)現(xiàn)單雷達(dá)下方無(wú)盲區(qū)感知，并通過(guò)多雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)，增加雷達(dá)覆蓋重疊區(qū)，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)可靠性。

“中國(guó)芯”新一代94GHz高頻高性能超距毫米波雷達(dá)樣機(jī)的成功研發(fā)，標(biāo)志著我國(guó)在高頻段毫米波雷達(dá)芯片研發(fā)方面取得重大技術(shù)進(jìn)步，對(duì)毫米波雷達(dá)芯片及毫米波雷達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。該雷達(dá)的應(yīng)用將為多形態(tài)韌性交通感知網(wǎng)絡(luò)提供有力技術(shù)保障，引領(lǐng)我國(guó)智慧交通建設(shè)進(jìn)入新階段。