DCM技術(shù)加持汽車?yán)走_(dá)，推進(jìn)更精準(zhǔn)自動(dòng)駕駛傳感實(shí)現(xiàn)

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

汽車?yán)走_(dá)通過(guò)對(duì)目標(biāo)物體發(fā)射并接收電磁波，感知目標(biāo)距離電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、多普勒頻率、方位角、仰角等各種信息。汽車?yán)走_(dá)是汽車實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別自動(dòng)駕駛功能過(guò)程中必不可少的一類基礎(chǔ)傳感器。

按照信號(hào)分類，雷達(dá)通常有兩種基本類型，連續(xù)波CW雷達(dá)和脈沖雷達(dá)。簡(jiǎn)單的連續(xù)波CW雷達(dá)只能分辨被測(cè)物體的速度，缺乏對(duì)距離感測(cè)。因此通過(guò)調(diào)頻對(duì)CW雷達(dá)進(jìn)行增強(qiáng)，也就是調(diào)頻連續(xù)波FMCW雷達(dá)，調(diào)頻技術(shù)給CW雷達(dá)帶來(lái)了檢測(cè)距離、檢測(cè)速度以及區(qū)分多個(gè)目標(biāo)的能力。

DCM雷達(dá)進(jìn)入汽車領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)分辨率和準(zhǔn)確度提升

此前大部分汽車?yán)走_(dá)都采用調(diào)頻連續(xù)波FMCW技術(shù)，F(xiàn)MCW雷達(dá)的低頻輸出在簡(jiǎn)單的模擬檢測(cè)電路中即可實(shí)現(xiàn)，可以在相對(duì)較低的功率下工作，這是其優(yōu)勢(shì)。

但是FMCW雷達(dá)會(huì)受到發(fā)射功率、天線效率和接收機(jī)靈敏度的限制，另一方面來(lái)看，F(xiàn)MCW信號(hào)帶寬限制了雷達(dá)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(dòng)駕駛等級(jí)不斷提高，對(duì)雷達(dá)分辨率和精確度的要求也在提高，更為先進(jìn)的數(shù)字編碼調(diào)制DCM技術(shù)雷達(dá)開(kāi)始被汽車廠商關(guān)注。DCM雷達(dá)此前價(jià)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(jìn)信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，性價(jià)比高的數(shù)字編碼調(diào)制DCM雷達(dá)開(kāi)始拓寬應(yīng)用場(chǎng)景，有了進(jìn)入汽車領(lǐng)域的可能性。

DCM數(shù)字編碼調(diào)制雷達(dá)，是一種將數(shù)字信號(hào)調(diào)制到正弦波的相位上進(jìn)行探測(cè)的雷達(dá)。這種雷達(dá)的接收機(jī)可以使用匹配濾波器進(jìn)行距離處理，處理各種時(shí)延相關(guān)的問(wèn)題。匹配濾波器更大的帶寬能夠讓DCM雷達(dá)產(chǎn)生更小的寬度尖峰和更好的距離分辨率，讓汽車?yán)走_(dá)整體的分辨率和準(zhǔn)確度大大提升。

DCM雷達(dá)還有一個(gè)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(dá)的區(qū)分目標(biāo)的能力。

車用DCM雷達(dá)芯片與FMCW雷達(dá)芯片對(duì)比

車用DCM雷達(dá)由Uhnder引入市場(chǎng)，以Uhnder的DCM雷達(dá)芯片為例，單DCM雷達(dá)芯片能提供192個(gè)虛擬通道，比市面上常見(jiàn)單FMCW雷達(dá)芯片可提供的虛擬通道要多一些。如果通過(guò)級(jí)聯(lián)提高虛擬通道數(shù)量二者能實(shí)現(xiàn)的最高通道其實(shí)差別不大，但是DCM芯片級(jí)聯(lián)所需的芯片數(shù)量少，在雷達(dá)系統(tǒng)復(fù)雜度和功耗上會(huì)更占優(yōu)勢(shì)。

另一方面，干擾是FMCW雷達(dá)信號(hào)常常碰到的困難，汽車?yán)走_(dá)發(fā)出的信號(hào)會(huì)相互干擾影響探測(cè)。DCM雷達(dá)芯片發(fā)射的信號(hào)有唯一的擴(kuò)頻序列，只有同序列的信號(hào)才會(huì)被放大，不同序列的信號(hào)會(huì)被抑制，可以大大減輕信號(hào)相互干擾的問(wèn)題。

雖然DCM雷達(dá)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(dá)芯片所需的低功耗高速ADC在CMOS的射頻設(shè)計(jì)中是可行的。因此就功率來(lái)說(shuō)無(wú)論是單DCM雷達(dá)芯片還是級(jí)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(shì)還是很明顯的。

而從模擬和信號(hào)處理上來(lái)看，F(xiàn)MCW為了應(yīng)對(duì)虛擬接收機(jī)數(shù)量的增加需要大量的模擬處理，但是信號(hào)又只有少部分在模擬電路完成，一般都需要配單獨(dú)的數(shù)字處理芯片。DCM僅需要少量的模擬電路，信號(hào)大部分都在數(shù)字電路通過(guò)更先進(jìn)的算法完成。整個(gè)雷達(dá)電路的設(shè)計(jì)復(fù)雜度是不可同日而語(yǔ)的。

成本下探后的DCM雷達(dá)，將這些優(yōu)勢(shì)帶入汽車領(lǐng)域，能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛技術(shù)提供更精確的數(shù)字感知。

寫在最后

對(duì)于自動(dòng)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(zhǔn)度是自動(dòng)駕駛升級(jí)的關(guān)鍵，DCM數(shù)字雷達(dá)無(wú)疑能對(duì)自動(dòng)駕駛精準(zhǔn)傳感的實(shí)現(xiàn)起到推進(jìn)作用。