|“中国芯”新一代94GHz高频高性能超距毫米波雷达发布

2月7日,助力智慧交通——“中国芯”新一代高频高性能超距毫米波雷达新技术新成果发布会在北京成功举行。此次发布的新一代高频高性能超距毫米波雷达由河北交通投资集团联合北京理工大学毛二可院士创新团队研发。研发团队认为,该成果在技术上实现了“中国芯”、远距离、全覆盖、高可靠、高精度、多场景六大突破,它首次采用国产94GHz毫米波雷达芯片,打破了高频段毫米波雷达芯片进口受限局面,解决了核心元器件“卡脖子”的技术难题,实现了高频段毫米波雷达芯片的自主可控;探测纵向距离达1200米以上,横向覆盖范围达50米,精度高、抗干扰能力强,有效解决了传统毫米波雷达远距探测能力不足的问题,将引领智慧交通感知能力建设迈向新台阶,对促进车路协同、打造中国式现代化智慧交通具有重要意义。

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发布会现场(主办单位供图)
自主研发“中国芯”填补国内技术空白
新一代超距毫米波雷达的一个重大突破是成功研发了“中国芯”——94GHz毫米波雷达芯片。射频芯片是雷达的核心元器件。应对当前的芯片限制及信息安全等问题,研发团队开展了94GHz多通道收发毫米波雷达芯片集成设计、流片工艺和封装工艺等关键技术研究,创新性采用硅基和化合物异质集成封装技术,实现了92～96GHz宽频带毫米波雷达芯片自主可控,填补了国内技术空白,标志着我国在高频段毫米波雷达芯片研发方面取得重大技术进步,对毫米波雷达芯片及毫米波雷达产业发展具有重要意义。该雷达的应用将为多形态韧性交通感知网络提供有力技术保障,引领我国智慧交通建设进入新阶段。
2020年,河北交投集团在国内首次提出并成功研发77GHz千米超距毫米波雷达,将单体雷达探测距离由200-500米提升至1000米。 2021年在雄安新区160公里的对外骨干路网规模化应用,稳定可靠的精准感知能力和雷视融合成效得到业界认可,在全国智慧交通建设领域起到引领作用。
当前汽车雷达普遍采用79-81GHz,在这一频段,汽车和路侧雷达同频,若雷达抗干扰能力不强,易形成相互干扰,从而制约了车路协同技术的进一步发展。为探索车-路高质量协同发展之路,河北交通投资集团联合北京理工大学毛二可院士创新团队在国内率先完成新一代94GHz超距毫米波雷达的研发,实现了“中国芯”、远距离、全覆盖、高可靠、高精度、多场景六大突破。
远距离、全覆盖、高可靠、高精度
新一代94GHz超距毫米波雷达在远距离、全覆盖、高可靠、高精度方面实现了新的突破。
【|“中国芯”新一代94GHz高频高性能超距毫米波雷达发布】为优化智慧高速建设成本,远距离探测一直是雷达的研究热点。现有雷达多采用调频连续波体制,通过发射多个重复脉冲序列,在距离速度二维频谱上获得相参积累增益,能量积累效果有限。对此,创新团队基于MIMO体制雷达波形设计理念及准则,创新性采用复杂MIMO波形组合及跨域相参积累信号处理方法,进一步提高了测速精度和数据刷新率,将雷达探测距离范围提升至了1200米以上,实现了对目标的高精度、远距离的实时跟踪。
随着经济社会的发展,汽车保有量逐年攀升,10、12车道等高速公路进入发展行列,应急车道在交通拥堵状态下的开放问题越来越迫切,94GHz超距毫米波雷达进一步扩大了检测视角,横向覆盖范围达50米,同时增加俯视探测能力,可满足双向12车道大场景无盲区目标检测要求。
高可靠方面,94GHz超距毫米波雷达采用复杂波形编码、目标参数高分辨估计等技术,有效解决了复杂交通场景、超密集电磁环境等雷达同频相互干扰、检测失真等问题。雷达工作温度为-40℃～+85℃、防护等级为IP67,在高温低寒、雨雪等恶劣天气情况下,仍可保持稳定探测性能,支撑实现道路全天时、全天候通行。