4D成像毫米波雷达技术介绍

4D成像毫米波雷达技术介绍

“如何增加天线数量？”这是提高毫米波雷达性能的核心。市面上主流的解决方案有四种：

①标准MMIC芯片级联+MIMO

MMIC如NXP，芯片搭载雷达、收发天线TEF82xx、德州仪器AWR2243等，一般为3T4R（即“3发4收”）。基于单毫米波雷达的传统毫米波雷达。 MMIC芯片设计，天线数量有限，检测效果不理想。

所谓“级联”，就是在射频PCB板上将多个MMIC芯片连接在一起，达到收发天线数量翻倍的效果。如果德州有四个 Instruments AWR2243 芯片级联多 12T16R 天线数。

所谓MIMO是指只增加发射天线的数量而不增加实际的接收天线数量，并巧妙地设计它们的位置，从而达到接收通道成倍增加的效果。比如在1T2R的基础上增加发射天线，使2T2R相当于1T4R，增加了两个虚拟接收通道。

②4D成像雷达专用芯片

4D成像雷达芯片的本质类似于“级联+MIMO”，只是天线和MMIC进一步集成到芯片级，更符合雷达小型化的趋势。这条路线的代表厂商有Arbe、Vayyar、Uhnder等初创企业。

③ 启用软件算法

随着更多的信号通道被虚拟化，“软件定义雷达”软件算法可以直接作用于 MIMO。 Oculii Okurada是这条路线的代表企业。据该公司介绍，其自主研发的虚拟孔径成像技术可用于虚拟生成基于MIMO的虚拟通道。实现方法可以简单概括为：调频、调相、调幅。通过频率调制，动态调整检测距离；通过相位调制，如360°相位每36°切割，虚拟通道可增加10倍；振幅根据驾驶环境（如高速环境、城市环境）进行调整，具有自适应性。

④超材料路线

超材料路线是基于人体和物理特性的特殊合成材料，具有天然材料不具备的物理特性。超材料路线的代表厂商包括Metawave、Echodyne等，专注于创新天线材料。以 Metawave 为例，其 WARLORD 产品采用超材料天线，通过控制电压来定向控制电磁波束，提高检测精度。超材料经过定制以实现特定的特性，因此性能更好。然而，超材料的研究仍处于实验室阶段，短期内仍难以实现商业化。

4D 毫米波雷达的未来潜力

据业内人士分析，4D成像毫米波雷达的大规模落地即将开始。在市场化方面，技术已经成熟，生产过程中有很多创新算法。未来，交通信号控制、全息模拟和道路协调将越来越依赖准确、实时的交通感知数据。 4D成像毫米波雷达市场已初具规模。我相信它的性能在未来会有很大的提升。它将以高精度四维检测能力为高精度全息感知做出贡献。将为未来的交通感知提供高精度、高可靠性、高性价比的感知基础。