自动驾驶测试挑战加剧，毫米波雷达拿什么破局

高级辅助驾驶(ADAS)/自动驾驶(AD)

“十四五”规划中的智慧交通发展，重要的一环就是自动驾驶技术的发展。中国厂家在自动驾驶汽车领域投入大量资金，并大力发展智能网联汽车，中国领先的车企在智能驾驶技术上基本跟国际同步，也获得可观的市场份额。在5G网络和车路协同的发展上，中国整体走在世界前列，中国主导的 C-V2X 从技术和设备标准，到行业应用类标准，都取得了积极进展，我们看到应用示范已经开启，商用化落地也在积极探索中。

目前，自动驾驶的级别普遍采用从L1到L5来做划分，但自动驾驶技术的发展并不是一个线性直观的跨越。不同公司采用不同的技术路线。自动驾驶战略涵盖单车智能技术、车路协同、网络安全、法律法规和国际合作等多方面内容，需要多方的发展配合。从已发布的自动驾驶量产车型来看，目前全球自动驾驶发展处于L3向L4的迈进级别。

ADAS/AD需要多方面的技术革新：

• 雷达传感器的性能及稳定性；

• 需要V2X部署及基础设施建设；

• 道路测试需要通过改进的虚拟集成/验证和整车在环测试的方法取代；

• 掌握系统复杂性所需的标准化

雷达是提高安全性和便利性的ADAS/AD的关键推动因素

尽管雷达似乎已经成为汽车应用中的成熟技术，但技术的进步正在塑造下一代雷达传感器。新雷达解决方案中的最新趋势的发力点主要在：高分辨率图像，增强感知水平，在更宽视场范围提升探测距离和分辨率参数，降低能耗和缩小体积等等。

毫米波汽车雷达发展趋势

毫米波雷达是指工作在30～300GHz频域(波长为1～10mm)毫米波波段探测的雷达。 毫米波雷达始用于军事领域，随着技术水平的提升、智能汽车的发展，开始逐渐应用于汽车领域。毫米波雷达自身的特性，使得 “摄像头+毫米波雷达”的组合成为目前汽车ADAS/AD传感器的主流搭配：与其他各类车载传感器产品相比，毫米波雷达的探测性能稳定，不易受探测对象表面形状、颜色以及大气流的影响，具有环境适应性强的特点，在雨、雪、雾等环境下也能较好运行。

技术发展趋势层面来看，车用毫米波雷达工作频段为21.65-26.65GHz和76~81GHz，主流车的工作频率是在24GHz、77GH、79GHz三个频率段附近。目前， 国内外毫米波雷达以24GHz（MRR 短中距离雷达）和77GHz（LRR 长距离雷达)为主，79GHz及以上的产品目前大都尚在实验室阶段。 高频段的毫米波雷达具备更高的性能，更宽的带宽，更好的分辨率优势。因此，业界认为， 在毫米波雷达领域，77GHz的产品将会取代24GHz的产品。从产业链层面来看，毫米波雷达主要由射频芯片、DSP芯片、天线PCB板等构成。 其中芯片、天线PCB板、算法是雷达最核心的零部件。 最初，制造可在毫米波频率下工作的微型组件的成本很高，使其仅限于军事和航空航天领域的应用。但半导体和单片微波集成电路（MMIC）技术的改进大大降低了开发成本。半导体技术越来越多地用作BiCMOS和RFCMOS工艺的硅锗（SiGe）衬底，从而实现了毫米波和数字信号处理（DSP）组件的集成，推动了低成本雷达芯片组的开发。微机电系统（MEMS）和波束控制技术的进步使微型77GHz雷达的价格降到了合理区间，足以满足汽车应用的需求。

ADAS/AD雷达测试的挑战

在当前技术发展的情况下，ADAS/AD高级场景的雷达目标模拟测试面临诸多挑战：

01

当前实验室测试的局限性

缺少OTA测试环境模拟

有限的场景测试能力

难以模拟方位移动的目标

缺少闭环测试能力

02

可重复的标准化测试

上百万公里测试

增强的ADAS功能

03

复杂及时间紧迫的驾驶测试

在公共道路上的测试能力有限

需要真实路面的原型模拟

罗德与施瓦茨公司推出全新R&S RTS 4D汽车雷达测试系统

智能化，网联化和电动化是自动驾驶汽车相比较传统汽车，最有优势的地方。R&S RTS 4D汽车雷达测试系统是为创新4D汽车雷达准备的测试方案。这套4D汽车雷达测试解决方案，可以为汽车雷达研发、硬件在环和整车在环进行射频性能和功能特性的测试。通过这种方式，可以协助零部件供应商和整车制造商，开发能在复杂交通和恶劣天气环境下正常工作的高性能汽车毫米波雷达。

R&S RTS 4D汽车雷达测试系统包括主机AREG800A 汽车雷达回波模拟器和前端 QAT100射频天线阵列。AREG800A 可以生成多个具有可变距离、径向速度、 RCS和角度的复杂物体；在 24 GHz 和 77 GHz/79 GHz 的所有汽车雷达频段中支持高达 4 GHz 的瞬时带宽。能够确保与未来短程雷达传感器及其应用的兼容性，例如在防撞机制系统中。QAT100是电控高级天线阵列，可以完成对雷达目标的OTA测试模拟，无需实际移动任何天线部件即可模拟径向移动目标。天线阵列采用电子开关，不会对射频电缆或其他移动部件造成任何磨损，使准确度和测试装置的耐用性大幅提高，测试时间大幅缩短。QAT100 具有最多 192根可单独切换的发射天线，能够确保高分辨率、高速度和高重复性。

罗德与施瓦茨公司很早就进入了汽车雷达测试领域，包括采用通用仪表：矢量信号源以及信号分析仪进行汽车雷达信号的产生与分析，以及上一代汽车雷达信号模拟器AREG100A和相应的射频前端等；新型R&S RTS 4D汽车雷达测试系统与之前的汽车雷达信号模拟器相比采用了“模拟+数字“的设计，实现了目标远近距离精准可调，可调节范围广，并且实现了目标距离实时可变；同时，新型 R&S RTS 4D汽车雷达测试系统可以同时连接多个前端，实现多达32个目标的模拟，更真实的模拟复杂的道路环境。除此之外，新型 R&S RTS 4D汽车雷达测试系统扩展性强，实现360度全车雷达复杂场景测试。

驾驶场景的模拟

适用于NCAP、AEB以及ACC场景

• 模拟在方位角、距离、径向速度和目标尺寸上移动的目标

• 模拟单个和多个雷达

主要应用领域

R&S RTS 4D汽车雷达测试系统可以根据需要有多种不同的配置，可以适用于ADAS/AD雷达产线、研发、硬件在环以及整车在环测试需求。

总结与展望

汽车行业都在为2025年实现高等级自动驾驶做着各种努力，而自动驾驶汽车的可靠性，需要创新的测试和认证解决方案来保障，罗德与施瓦茨这次新发布的RTS 4D汽车雷达模拟测试系统正是完成了这个保障工作。罗德与施瓦茨能够为智能驾驶汽车的各种测试需求，提供丰富的技术方案和产品，包括汽车雷达，5G，C-V2X和高精度导航等，还包括支持高速数据传输的车载以太网测试方案和电磁兼容的测试方案。未来，罗德与施瓦茨将联合更多合作伙伴，配合中国的研发中心和系统集成团队紧跟中国国标和市场测试的需求，为客户提供多种测试解决方案，以及定制化的产品和服务，为中国智能网联汽车的发展做出的一份贡献。