德賽西威的模塊化毫米波雷達(dá)專利，通過對多個雷達(dá)模塊的發(fā)射線陣和接收線陣進(jìn)行排布，使其進(jìn)行物理級聯(lián)，之后又采用FMCW調(diào)制信號校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)的模塊化，進(jìn)而使得高精度雷達(dá)的設(shè)計(jì)更加靈活，也更易于實(shí)現(xiàn)。

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的毫米波雷達(dá)國內(nèi)自主品牌開始發(fā)力，其中致力于成為未來出行變革創(chuàng)領(lǐng)者的德賽西威，其生產(chǎn)的毫米波雷達(dá)已在多款量產(chǎn)車型中搭載。

在毫米波汽車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)中，多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)正在廣泛應(yīng)用，使得接收端和發(fā)射端之間形成了虛擬通道，進(jìn)一步在雷達(dá)通道數(shù)一定的情況下提高了雷達(dá)的角度分辨率，為車載高精度雷達(dá)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，為了增加雷達(dá)通道數(shù)本身，在單芯片集成多通道的基礎(chǔ)上可以對芯片進(jìn)行級聯(lián)。但是在傳統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)條件下，由于走線復(fù)雜，級聯(lián)芯片越多，芯片到天線之間的走線距離就越遠(yuǎn)，在毫米波段引入很大的插入損耗，降低了系統(tǒng)的能量效率。

為此，德賽西威在2019年10月底就申請了一項(xiàng)名為“一種模塊化毫米波雷達(dá)”（申請?zhí)?201911033502.3）的發(fā)明專利，申請人為惠州市德賽西威汽車電子股份有限公司。

此專利提出了一種模塊化毫米波雷達(dá)，含有多個雷達(dá)模塊，而雷達(dá)模塊包括雷達(dá)芯片、以及連接在雷達(dá)芯片的接收線陣和發(fā)射線陣。多個雷達(dá)模塊進(jìn)行模塊化級聯(lián)步驟如下圖1所示。

圖1 多雷達(dá)模塊級聯(lián)步驟

首先根據(jù)雷達(dá)模塊的接收線陣和發(fā)射線陣的排布，將多個雷達(dá)模塊進(jìn)行物理級聯(lián)。

圖2 構(gòu)建MIMO模塊化雷達(dá)方式示意圖

接收線陣可采用等間距陣形式分布或者稀疏陣形式分布，假設(shè)接收線陣的總長度和發(fā)射天線的間距都為N，參見圖2。而且由圖可知，接收線陣和發(fā)射線矩陣分別包括4個接收天線（圖2斜紋）和3個發(fā)射天線（圖2橫紋）。在完成了模塊以后，模塊間的級聯(lián)可通過在基板上直接擺放實(shí)現(xiàn)，并且雷達(dá)模塊大小應(yīng)該與接收天線或發(fā)射天線物理尺寸一致，使得每一個新添加的發(fā)射天線將對應(yīng)一個虛擬接收陣列，而且這種長度尺寸關(guān)系可以按照如圖的方法無限延展下去，通過使用多個雷達(dá)芯片進(jìn)一步將虛擬陣擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)更大的虛擬陣列。

然后就是對一個所述雷達(dá)模塊進(jìn)行模塊內(nèi)校準(zhǔn)，且對完成物理級聯(lián)的多個所述雷達(dá)模塊進(jìn)行模塊間校準(zhǔn)。

在一個雷達(dá)模塊內(nèi)，通過發(fā)射線陣的多個發(fā)射天線分時(shí)對已知目標(biāo)發(fā)送信號，并對接收線陣的接收天線接收的相位進(jìn)行計(jì)算，完成模塊內(nèi)校準(zhǔn)。

而對完成物理級聯(lián)的多個雷達(dá)模塊進(jìn)行模塊間校準(zhǔn)則包括LO頻率同步校準(zhǔn)和RF信道校準(zhǔn)。對于L0信號，首先將LO信號耦合至雷達(dá)模塊的基板中，再通過傳輸線將同步LO信號輸入到不同雷達(dá)模塊的雷達(dá)芯片并且結(jié)合發(fā)射線陣發(fā)射的信號，以此判斷LO頻率是否同步。如果LO頻率不同步，則通過數(shù)字延長線對LO頻率進(jìn)行時(shí)延調(diào)解。針對RF信道校準(zhǔn)，首先校準(zhǔn)雷達(dá)模塊的接收線陣和發(fā)射線陣，在多個雷達(dá)模塊物理排布后，由FMCW調(diào)制信號校準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)多個雷達(dá)模塊的級聯(lián)。

綜上所述，德賽西威的此項(xiàng)專利，通過對多個雷達(dá)模塊的發(fā)射線陣和接收線陣進(jìn)行排布，使其進(jìn)行物理級聯(lián)，在物理級聯(lián)完成之后，又采用FMCW調(diào)制信號校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)毫米波雷達(dá)的模塊化。

而通過模塊化的車載雷達(dá)，其構(gòu)建虛擬陣變得更加容易，只需要將模塊前后裝在基板上就可以進(jìn)行模塊級聯(lián)，德賽西威模塊化毫米波雷達(dá)讓高精度雷達(dá)設(shè)計(jì)更加靈活，也更加易于實(shí)現(xiàn)。

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