DCM技术加持汽车雷达，推进更精准自动驾驶传感实现

来源:电子发烧友网发布时间:2023-03-16979浏览

电子发烧友网报道（文/李宁远）目前的汽车辅助驾驶中基本都以雷达和摄像头为基础框架，覆盖各种短程、中程以及远程的环境感知。汽车雷达通过对目标物体发射并接收电磁波，感知目标距离电磁波发射点的距离、多普勒频率、方位角、仰角等各种信息。汽车雷达是汽车实现更高级别自动驾驶功能过程中必不可少的一类基础传感器。按照信号分类，雷达通常有两种基本类型，连续波CW雷达和脉冲雷达。简单的连续波CW雷达只能分辨被测物体的速度，缺乏对距离感测。因此通过调频对CW雷达进行增强，也就是调频连续波FMCW雷达，调频技术给CW雷达带来了检测距离、检测速度以及区分多个目标的能力。

DCM雷达进入汽车领域，实现分辨率和准确度提升

此前大部分汽车雷达都采用调频连续波FMCW技术，FMCW雷达的低频输出在简单的模拟检测电路中即可实现，可以在相对较低的功率下工作，这是其优势。但是FMCW雷达会受到发射功率、天线效率和接收机灵敏度的限制，另一方面来看，FMCW信号带宽限制了雷达的最大距离导致在距离分辨率方面不是那么尽如人意。随着自动驾驶等级不断提高，对雷达分辨率和精确度的要求也在提高，更为先进的数字编码调制DCM技术雷达开始被汽车厂商关注。DCM雷达此前价格一直较为高昂，是军工领域的常客。得益于CMOS技术和先进信号处理技术的进步，性价比高的数字编码调制DCM雷达开始拓宽应用场景，有了进入汽车领域的可能性。DCM数字编码调制雷达，是一种将数字信号调制到正弦波的相位上进行探测的雷达。这种雷达的接收机可以使用匹配滤波器进行距离处理，处理各种时延相关的问题。匹配滤波器更大的带宽能够让DCM雷达产生更小的宽度尖峰和更好的距离分辨率，让汽车雷达整体的分辨率和准确度大大提升。DCM雷达还有一个很有特性的性能，就是尖峰峰值锐度很高，相比FMCW的FFT算法，能够极大提升雷达的区分目标的能力。

车用DCM雷达芯片与FMCW雷达芯片对比

车用DCM雷达由Uhnder引入市场，以Uhnder的DCM雷达芯片为例，单DCM雷达芯片能提供192个虚拟通道，比市面上常见单FMCW雷达芯片可提供的虚拟通道要多一些。如果通过级联提高虚拟通道数量二者能实现的最高通道其实差别不大，但是DCM芯片级联所需的芯片数量少，在雷达系统复杂度和功耗上会更占优势。另一方面，干扰是FMCW雷达信号常常碰到的困难，汽车雷达发出的信号会相互干扰影响探测。DCM雷达芯片发射的信号有唯一的扩频序列，只有同序列的信号才会被放大，不同序列的信号会被抑制，可以大大减轻信号相互干扰的问题。虽然DCM雷达芯片的带宽很高，但是所需的A/D转换器却不是想象中那么复杂高功率的，Uhnder已经证明了DCM雷达芯片所需的低功耗高速ADC在CMOS的射频设计中是可行的。因此就功率来说无论是单DCM雷达芯片还是级联之后，都并不是那么高。相同分辨率下，DCM在功率上的优势还是很明显的。而从模拟和信号处理上来看，FMCW为了应对虚拟接收机数量的增加需要大量的模拟处理，但是信号又只有少部分在模拟电路完成，一般都需要配单独的数字处理芯片。DCM仅需要少量的模拟电路，信号大部分都在数字电路通过更先进的算法完成。整个雷达电路的设计复杂度是不可同日而语的。成本下探后的DCM雷达，将这些优势带入汽车领域，能够为自动驾驶技术提供更精确的数字感知。