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可以肯定，車載毫米波市場將迎來一波快速的增長！原因很簡單：車載毫米波雷達可以有效的提高汽車的主動安全性能，是實現ADAS和無人駕駛的終極目標必備之神器。

車載毫米波雷達通過陣列天線向外發射調制毫米波，然后將接收的回波信號和本地振蕩混頻提取中頻信號，經后方MCU單元運行2-D傅里葉變換等處理提取汽車周與目標的相對速度、相對距離、相對角度，以及相對運動方向等信息。汽車中央處理單元會基于提取的信息進行智能處理，并給駕駛員警示信息，或者及時采取主動干預措施，從保證主動安全性能，減少事故幾率。

世界各國汽車安全法規和評級將加速ADAS快速發展，從而帶動車載毫米波雷達的旺盛需求。

圖1，各國ADAS安全規范的發展進程（圖片來源：中投證券）

因應這一市場潮流，各個技術廠商都在積極投入進行分辨率更高、感測距離更遠的77GHz毫米波雷達的研發，并推出可商用的解決方案。其中NXP開發的77GHz雷達方相關的產品已經形成了一個“人丁興旺”的大家族。（圖2）

圖2，NXP 77GHz毫米波雷達方案相關產品家族

今天，我們就向大家“安利”一款基于NXP產品的、經典的77GHz雷達方案（方案框圖見圖4）。該方案采用“S32R274（處理器） + TEF810（射頻收發器）”雙芯片架構，可以讓車輛檢測周邊環境和感知潛在的碰撞風險，從而提高車輛安全性能。目前該方案已有評估套件可供客戶評估，套件中包括微波陣列天線等完整的硬件電路，以及基于S32R274包含波束賦形，CFAR等完整評估軟件，使得客戶可快速開始自己的雷達設計。

圖3，NXP 77GHz毫米波雷達方案系統框圖

推薦這一方案的理由，歸納起來有以下四點：

射頻收發芯片

在NXP整個77GHz毫米波雷達方案中，汽車雷達收發器采用的是TEF810單芯片方案，它支持FMCW調制方式，可用于短距、中距、長距車載雷達應用，能夠覆蓋76GHz到81GHz的全汽車雷達頻段。

TEF810具有高集成度并且實現了極高的性價比，內部集成了所有FMCW調制方式所必須的功能模塊，包括用啁啾信號靈活控制的FMCW波形生成器、3路發射鏈路包含二元鍵相以及輸出功率穩定電路、4路包含ADC的高線性和低噪聲的接收鏈路，在高角度分辨率應用中，可以用一顆芯片實現最高12路虛擬接收鏈路，實現12度的角度分辨率。

每個接收鏈路包括高通濾波器和低通濾波器，高通濾波器用于濾除比較強的低頻干擾，低通濾波器可以由于ADC抗混疊濾波器，每個接收通道包含有40MS/s的12-bit SAR ADC, ADC后跟有抽取系數為1、2、4.8和16的數字抽取濾波器。量化后的采樣信號可以經由LVDS，CSI2-DPHY，CIF等接口傳到S32R274做進一步的處理。

TEF810采用標準SPI通信接口用于傳輸控制和數據告警信息，SPI最高支持40Mbps傳輸速率。芯片內部含有功能安全監控電路，可追蹤監控關鍵參數的運行狀況比如芯片溫度，射頻鏈接狀況以及鎖相環的鎖定狀態等。TEF810內部電路框圖如圖4所示。

圖4，TEF810射頻收發芯片電路框圖

評估板上的收發天線采用10單元串聯饋電的直線貼片陣列，陣列單元符合契比雪夫最優分布，4路接收天線間隔0.5個波長，3個發天線間隔為2個波長，這樣可以實現3發4收的MIMO配置，等效于12個間隔為0.5波長虛擬線性接收陣列。串聯饋電直線陣列中心諧振頻率為79GHz，中心頻率處的增益為12.9dBi，半功率帶寬可以實現垂直角12度，水平角80度。評估板實物如圖5所示。

圖5，天線評估板實物圖

雷達信號處理器

S32R274是一款汽車級的、基于PowerPC架構的32-bit多核處理器，作為77GHz車載雷達方案中數據分析決策核心，除了具有通用軟件處理能力和豐富的汽車總線接口，S32R274更具有強大的雷達信號處理能力，滿足現代波束賦形和快啁啾調制對計算能力的要求，其內部集成的獨特的信號處理加速單元可實現快速傅里葉變換、窗函數處理、FIR濾波、峰值檢索、矢量計算以及柱狀圖分析等。

S32R274支持ASIL汽車安全應用以及增加了一些符合SHE要求的防篡改特征。S32R274高集成度處理器可以幫助客戶實現緊湊，安全可靠，低成本高性能的雷達解決方案。S32R274評估板示意圖如圖5。

圖6，S32R274處理器評估板

軟件開發工具

和上述硬件方案配套提供的軟件開發工具RadarSDK非常便于客戶實現軟件開發，它提供了RF和SPT抽象層的軟件標示，便于客戶基于RadarSDK開發更高級別算法，軟件包含基本的2D-FFT變化、二維峰值搜索+恒虛警率檢測、數字波束賦形。波達方向角估計。信號處理流程框圖如圖7。