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繼特斯拉自研4D毫米波雷達后，蔚來也加入了，不過蔚來用的是NXP的方案，性價比要比特斯拉高得多。

圖片來源：NXP

(相關(guān)資料圖)

毫米波雷達是可靠性最高的傳感器，沒有之一，必須配備。

4D毫米波雷達主要是增加了高度探測。圖片來源：NXP

4D毫米波雷達的原理非常簡單，就是將傳統(tǒng)的3D毫米波雷達級聯(lián)，增加通道數(shù)，也就是MIMO，多輸入多輸出系統(tǒng)（MIMO，Multiple Input Multiple Output）原本是控制系統(tǒng)中的一個概念，表示一個系統(tǒng)有多個輸入和多個輸出。如果將移動通信系統(tǒng)的傳輸信道看成一個系統(tǒng)，則發(fā)射信號可看成移動信道（系統(tǒng)）的輸入信號，而接收信號可看成移動信道的輸出信號。MIMO雷達的基本含義是 ：雷達采用多個發(fā)射天線，同時發(fā)射相互正交的信號，對目標(biāo)進行照射，然后用多個接收天線接收目標(biāo)回波信號并對其進行綜合處理，提取目標(biāo)的空間位置和運動狀態(tài)等信息。

MIMO雷達虛擬陣的一個典型應(yīng)用是用于雷達二維成像 ，雷達二維成像的距離分辨力 主要取決于雷達信號的帶寬 ，方位分辨力主要取決于天線的波束寬度。要提高成像的距離分辨力，需要增加雷達信號的帶寬是相對比較容易的。而要提高雷達信號的方位分辨力，需要增大天線或陣列的孔徑，MIMO 雷達是利用多發(fā)多收的天線結(jié)構(gòu)等效形成虛擬的大孔徑陣列 ，獲得方位上的高分辨力。而這種虛擬陣的形成是實時的，能夠避免傳統(tǒng)的ISAR成像中存在的運動補償問題。故MIMO 雷達在成像應(yīng)用上有其獨特的優(yōu)勢。

德州儀器多個79GHz雷達級聯(lián)響應(yīng)圖

圖片來源：德州儀器

上圖為德州儀器測試的多片級聯(lián)雷達（MIMO）的FFT輸出圖，很明顯通道數(shù)越多，精細程度就越高。

2發(fā)4收MIMO雷達

圖片來源：麥姆斯

2發(fā)4收MIMO雷達就是8通道，5發(fā)8收就是40通道，一般傳統(tǒng)毫米波雷達是3發(fā)4收，兩個級聯(lián)就是6發(fā)8收，即48個通道。而全球目前最頂級的毫米波雷達是大陸汽車的ARS540，它4片3發(fā)4收的芯片級聯(lián)，就是192通道。

圖片來源：特斯拉

特斯拉用了兩顆3發(fā)4收雷達收發(fā)器級聯(lián)，大概率是德州儀器的AWR2243，也就是48通道，遠低于大陸汽車ARS540的192通道。

NXP毫米波雷達產(chǎn)品線

圖片來源：NXP

NXP的設(shè)定中，入門級的4D毫米波雷達或者叫圖像雷達，是采用4片TEF82XX收發(fā)器級聯(lián)，一片S32R45配合做運算，高端的可采用6-8片TEF82XX收發(fā)器級聯(lián)，需要兩片S32R45做運算。

圖片來源：特斯拉

特斯拉毫米波雷達處理部分PCB，用了AMD旗下Xilinx的FPGA，型號是XA7Z020-1CLG400Q，內(nèi)含兩個ARMA9核心，130級萬門電路，53200個LUT，DSP算力276GMACs，價格大約40-60美元，國內(nèi)價格比較高，在900-1800人民幣之間。還有一片美光的DDR3，容量125MB，型號MT41K64M16TW-107 AUT，價格大約1美元。上方的可能是以太網(wǎng)物理層或者MIPICSI-2物理層芯片，還有些供電。BOM成本大約115美元，還有5美元的PCB。特斯拉的毫米波雷達大概率是中國臺灣廣達電腦或和碩代工的。

NXP使用ASIC，價格比FPGA自然要低不少，估計大概是20-30美元。

一個圖像雷達的樣品。圖片來源：NXP

圖片來源：大陸汽車

ARS540的天線板，似乎是用了沉金工藝，12發(fā)16收，4片MR3003級聯(lián)。

NXP 4D圖像雷達應(yīng)用框架圖

圖片來源：NXP

TEF82xx是3發(fā)4收，4片級聯(lián)就是192通道，8片就是768通道，估計和8線的機械旋轉(zhuǎn)激光雷達差不多了。

TEF82xx參數(shù)表

圖片來源：NXP

圖片來源：各公司公開資料

上表為MR3003、TEF82xx與AWR2243主要參數(shù)對比，NXP性能略勝一籌，德州儀器的取樣頻率更高。MR3003是早期產(chǎn)品，早在2016年就有了，大陸汽車的ARS540在2019年初就已經(jīng)開發(fā)完成，只能用MR3003做收發(fā)器，不過相信未來大陸汽車會用TEF32XX取代MR3003。大陸汽車的ARS540也沒等到S32R45問世，在2019年只能也用FPGA做處理器，因此價格較高。

NXP的S32R45內(nèi)部框架圖

圖片來源：NXP

S32R45采用4個A53運算核和3個M7實時運行與安全核。整體達ASIL-B級，MCU部分達ASIL-D級標(biāo)準(zhǔn)。雷達數(shù)據(jù)處理方面有一個SPT 3.1 @ 600 MHz 集成 DSP 和多線程處理器，一個BBE32 DSP；環(huán)境模型方面有一個線性代數(shù)加速器，算力有300GFLOPS。接口異常豐富，包括4x MIPI CSI2，PCIe 2 x Gen2/3, 2 lanes， 2 x GbE 10/100/1000 Mbit/s， 8 x FlexCANwith FD。支持AUTOSAR MCAL4.4。達到最高的AEC-Q100 1級標(biāo)準(zhǔn)，即-40 oC to 150 oC (Tj) 。

圖像雷達可以看到垂直“柱子”，根據(jù)高度信息可以輕易判斷出什么是建筑物的柱子，什么是人，人的高度一般不超過2.4米。也就是說圖像雷達可以識別行人，并且準(zhǔn)確度不遜于圖像攝像頭。

毫無疑問，越來越多的廠家都會自研毫米波雷達，后發(fā)者優(yōu)勢明顯，性能可輕易超過特斯拉的4D毫米波雷達。

編輯|：黃飛