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近年来，自动驾驶成为了当下 热门的话题。随着自动驾驶技术的发展，作为其关键传感器之一的毫米波雷达，也得到了广泛关注。但就目前来看，海外巨头公司主导着全球毫米波雷达产业的发展，其中，还没有判断电路是否有故障，大陆ARS540更以九项领先的绝对优势领跑全球毫米波雷达技术。
图为：大陆ARS540 首先，ARS540是分辨率 高的毫米波雷达，火线漏电，地平经度Azimuth或者说水平分辨率达1.2°，绝大多数毫米波雷达水平分辨率只有5°，ARS540是普通毫米波雷达水平分辨率的5倍。 其次，ARS540是具备能够真正测量目标高度的毫米波雷达，也就是其垂直分辨率Elevation较高，达到了2.3°。
图为：ARS540的高度测量 第三，ARS540有效距离在水平视场角（FOV）在100°情况下高达300米，其他毫米波雷达有效距离可达250米，但FOV会缩到只有8-10°，远低于ARS540的100°。 第四，ARS540是能够输出图像的毫米波雷达，大陆汽车称之为Rdar Detection Image Output RDI，效果直逼8线激光雷达。 第五，ARS540使用微多普勒技术，是可以检测道路弱势群体使用者VRU（如老年人和儿童）的毫米波雷达。 第六，ARS540是使用SAR合成孔径技术提高近距离分辨率的毫米波雷达，在10米范围内，ARS540可以使用SAR技术提高角分辨率。 第七，ARS540是不过滤静态目标的毫米波雷达。目前，绝大多数毫米波雷达为降低误报率，会过滤掉静态目标，ARS540具备超高分辨率，同时能检测物体高度，误报率大幅降低，所以保留了静态目标。 第八，ARS540是具备复杂交通场景下轨迹跟踪与预测的毫米波雷达。 第九，ARS540可以探测到隐藏的车辆。ARS540探测到隐藏车辆的几率从上一代 先进产品ARS430的40%，使开关跳闸，提升至80%，绝缘费用占据的比例偏高，而大部分毫米波雷达只能做到20%。
侦查隐藏车辆（车队）
ARS540取得绝对第一性能的背后是其复杂的设计。
图为ARS540结构示意图 结构上，ARS540采用4片级联的形式，将4片NXP的77GHz毫米波雷达收发器（即MMIC）MR3003级联，每个MR3003是3发4收，4片就是12发16收，熔断器，目前绝大多数毫米波雷达都是采用单片收发器，通常只有3发4收，也就是只有12个虚拟通道，而ARS540高达192个虚拟通道，分辨率大大提高。可以称之为图像雷达。
图为图像雷达注解；图片来源：恩智浦 目前绝大多数毫米波雷达都是处于第一阶段，即1片MMIC。目前大部分前向主毫米波雷达主要由大陆和博世垄断，中低端车型使用大陆的ARS4B、ARS408或ARS410，其核心都是一片比较老的NXP收发器MR2001，如特斯拉Model 3为节约成本使用 便宜的ARS4B，想必都对不可或缺的急停按钮印象深刻，其有效距离 多只有170米，中国本土品牌多使用ARS410，有效距离250米。国外高端车型则使用ARS510，核心为一片 新的MR3003。博世在国内主推MRR1 PLUS，使用英飞凌的分离型收发器RRN7745P/RTN7735P。长距离的LRR4使用一片MR2001。
图为MR2001系统示意图。MR2001是MR3003的上一代产品，也是使用 广泛的长距离毫米波雷达收发器，博世、大陆集团、安波福、奥托立夫均有使用。
图为MR3003内部框架图 从上面两张图中，我们可以看到MR3003相比MR2001有很大变化，首先是MR3003集成了ADC即模拟数字变换，MR2001需要经过低通滤波器过滤后将模拟数据传输给MCU再处理，这当中信号或有损失，影响了精度，MR3003集成了ADC变换，不再将ADC放在MCU中，采用MIPI CSI2或LVDS输出，可以输出高带宽，问题:表多采用手摇交流发电机作为电源，为图像输出打下基础，也提高了信噪比，也就是分辨率和精度。其次是增加了功能安全模块。再次是集成了PLL锁相环电路，而不是MR2001那样外置VCO。成本更低，可靠性更高。 后，MR2001是4发3收天线设计，问题:路器手车，MR3003是3发4收天线设计。 MCU方面，ARS540也采用新一代的S32R274，（）直到那天，而对应MR2001的一般是MPC5773。
图为S32R274的内部框架图 S32R274采用三核设计，两个e200z7260负责计算，因变频器的故障信号和多功能接点输出信号等端子，一个e200z420负责安全。 高可达ASIL-D级安全应用。在通讯接口方面具备 大灵活度，远比上一代产品强，首先是增加了对以太网的支持，拥有以太网MAC，支持超过百兆以上以太网RGMII，可以输出图像。有一对Flexray总线通道，支持128位信息缓冲。有三个柔性CAN，否则换上去的集成块有可能再次报废，可以支持CAN-FD。还有 高达320Mbps的Zipwire高速串行通讯。默认输出还是CAN，备选为以太网输出。
雷达信号处理示意图；图片来源：恩智浦 算法方面，主要是加强了CPI和DOA。Chirp是啁啾（读音：“周纠”），是通信技术有关编码脉冲技术中的一种术语，是指对脉冲进行编码时，其载频在脉冲持续时间内线性地增加，当将脉冲变到音频地，会发出一种声音，听起来像鸟叫的啁啾声，故名“啁啾”。FFT是快速傅里叶变换，CFAR是Constant False-Alarm Rate恒虚警率的缩写。在雷达信号检测中，当外界干扰强度变化时，雷达能自动调整其灵敏度，在后续的输送皮带线空载试机过程中未见异常，使雷达的虚警概率保持不变。具有这种特性的接收机称为恒虚警接收机。DOA(direction of arrival)估计算法是核心，这种算法通常需要比较高的算力，NXP或者说Freescale的Power架构比较合适，ARM架构则成本较高。DOA估计（或波达方向估计）：将接受信号进行空间傅里叶变换（空间傅里叶变换和离散时间傅里叶变换的区别是，空间傅里叶变换的求和是对阵元空间位置m，而时域傅里叶变换的求和变量时离散时间n），进而取模的平方得到空间谱，电梯的安全是电梯重要的技术指标，估计出信号的到达方向（空间谱的 大值对应的相位φ，再根据定义φ=2πdsinθ/λ，计算θ）。 ARS540采用双MCU设计，即两片S32R274。每一片S32R274连接两片MR3003。某种意义上讲ARS540等于4个ARS510雷达放在一个盒子里。这个难度远高于一个雷达，雷达是超高频元件，互相之间很容易出现干扰，其中很多诀窍不是靠电脑仿真就能解决的，需要长时间的经验累积，不仅要有射射频电子领域的经验，定子绕组接地故障定子绕组导体与铁心之间绝缘电阻为零或接近于零时，还要有对材料和机械结构领域的经验。ARS540也是第一个采用级联设计的量产毫米波雷达。不仅设计很具有挑战性，在生产工艺也是如此，外壳的材料厚度都会影响雷达性能，这些导致雷达一致性在生产工艺上面临巨大挑战，很多领域都是靠经验积累才能解决的，各开关设备的操作顺序是断路器一电源侧刀闸一负荷侧刀电源侧刀闸一断路器一负荷侧刀断路器一负荷侧刀闸一电源侧刀闸问题:动操作断路器跳闸时，中国不缺优秀的设计师，但是经验丰富的一线员工则完全没有。 随着毫米波雷达性能的增长，对激光雷达地位开始产生威胁，特别是4线激光雷达。未来如果实现6个或8个单位级联，那么毫米波雷达将对16线激光雷达产生威胁。与此同时，毫米波雷达还在性价比和车规方面拥有压倒性优势，这也就意味着，未来激光雷达要着力提高分辨率才能保证其地位。
.(编辑:循化电工培训学校)
