1 基本信息
品牌：海外Tier1采埃孚
• 应用：上汽飞凡中高端纯电平台
• 数量：单车2个，安装在前后保内部
• 最远探测距离：350米
拆解来看，4D雷达主要可以分为4个部分，分别为数字接口板及结构件、发射单元及PCB、屏蔽罩、雷达天线罩。
2 发射单元及PCB（正面）
正面可以分为5个部分，如下图标识，每个部分描述如下。
1.微带天线阵列：这一面上一共有天线28根，分为发射天线和接收天线两类，其中
12个发射天线
(TX)
，
16
个接收天线
(RX)，通过MIMO
技术增加虚拟孔径，形成
192个虚拟通道。
2.单片微波集成电路MMIC：本雷达一共有
4个MMIC，采用多片级联的方式连接。外部银色的为屏蔽罩，内部为
MMIC。MMIC是雷达关键零部件，负责毫米波信号的调制、发射、接收以及回波信号的解调。
3.分功电阻：4
个
MMIC存在主从关系，功率需要均匀的分配到三个
slave MMIC，分功电阻将本振功分信号功率进行均匀分配。
4.本振功分线：覆铜打孔处，用于4
个MMIC的同步。
5.高频PCB板材：用于蚀刻毫米波雷达天线。性能要求高于普通
PCB
。
可以看到4D雷达一共28
根收发天线，一共
4
个
MMIC
，单个
MMIC具有
3
发射天线及
4接收天线。左图中，我们用绿色线框分割帮助梳理天线所属的
MMIC
。
蓝色
标注为发射天线，
红色
标注为接收天线。
移除屏蔽罩后，我们可以清晰的看见内部黑色的MMIC
，以及
3
发
4
收的电路特征。
MMIC具体型号为
AWR2243P
，由德州仪器提供。
AWR2243是TI
第二代毫米波传感器，使用了TI第二代毫米波射频前端，射频性能比第一代产品有了大幅提升，本雷达使用的
AWR2243P
是支持多片级联的型号
。
3 4D雷达如何做到4D
传统毫米波雷达也叫3D
毫米波雷达，具有
3个维度的信息，分别是
距离
、
速度
、
方位角，不含有高度信息
。
• 距离探测：通过计算经过调制的连续调频
FMCW信号与回波之间的频率差来计算距离，雷达发射
FMCW电磁波，速度为光速。
• 速度探测：通过多普勒效应探测目标与自车的相对运动速度，如需要目标绝对运动速度，则需要整车提供自车运动速度信息输入进行补偿得到。
• 方位角探测：通过相位法测角原理，利用不同接收天线阵元间接收回波的相位差计算方位角。
4D
毫米波雷达在此基础上增加高度信息，形成
4维信息输入。避免了以往对于路牌、地面井盖、跨线桥等目标的误识别。
下图可见，4D毫米波雷达识别出了跨线桥，并且在点云上实现了具有高度信息的标注。
从雷达天线排列位置的角度，我们也能辨别4D毫米波雷达与传统毫米波雷达的区别。左下为本次拆解的采埃孚
4D毫米波雷达，右下为来自日本电装的传统
3D
毫米波雷达。
如上文所述，方位角的探测是通过接收天线所接受信号的相位差来进行计算的。水平直线排列的接收天线能够探测水平方向的相位方位角信息（左上图红框），绿色框内的发射天线与红色框的接收阵列通过MIMO技术，在垂直方向上形成虚拟孔径阵列，来实现高度方向上的测量，则可以得到目标的高度信息（左上图绿框）。作为对比，传统毫米波雷达发射天线和接收天线只在水平向上进行天线排列，在高度向上没有布局发射或接收天线，因此无法探测高度信息。
4 发射单元及PCB（反面）
反面也可以分为5个部分 ，如下图数字标识，每个部分分别为：
1.连接器：通过与数字接口板连接，将雷达感知信号输出到接口板，负责数据通讯和供电。
2.电源管理电路PMIC：PMIC是一种广泛应用于各种电子设备内的元器件。主要功能有电压降压或升压，确保为发射单元等用电设备提供稳压电流。
3.处理器：采用赛灵思ZYNQ UltraScale+MPSoC FPGA，具体型号为XAZU3EG，优异的处理性能主要用于4D雷达复杂信号处理。传统毫米波雷达则使用低成本的DSP进行信号处理的方案。NXP也在做类似产品，包括S32R45/41系列。
4.模数转换器ADC：用来控制PMIC模拟信号转换为数字信号，产品来自德州仪器，型号为ADS7953Q。
5.DDR3存储单元：主要用于缓存雷达采集到的数据和中间处理结果。 该雷达采用两块存储单 元，产品来自美光，型号为MT53E128M32D2DS053 AUT:A。
5 数字接口板及结构件
数字接口板及结构件主要有4个部分，分别为CAN FD接口、散热翅片、以太网接口和数字接口板。
1.CAN FD接口：传统毫米波雷达数据量较小，以
20Hz频率估计，数据量约为数十
kbps
，
CAN FD最高支持
5Mbps，足以支持其数据传输需求。
2.散热翅片：4D毫米波雷达较大的功率使得其拥有较大的发热量，结构件背面的散热翅片帮助散热，降低其工作温度。
3.以太网接口：4D毫米波雷达点云数量大幅提升，达到数百甚至上千点云量，以太网的高数据传输速率得以支持其传输需求。
4.数字接口板：此电路板负责与雷达与整车域控信号及电源进行适配及转接。
6 4D毫米波雷达产品现状和进展
4D毫米波雷达虽然还没有大规模使用，但是目前已有厂商推出各自的产品逐鹿中原，占领市场，包括华域汽车、福瑞泰克、经纬恒润、森思泰克、纳瓦电子、赛恩领动、行易道、楚航科技等，但都前期产品导入，未来随着技术成熟度进一步提高，有望能逐渐挤占传统3D雷达市场份额。
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厂商
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部分型号
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型号产品信息
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华域汽车
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LRR30
、
LRR40
|
公司
LRR30
采用
2
片
MMIC
级联，具备
6
路发射和
8
路接收通道，最多可以输出
1024
点
4D
点云，能够追踪
64
个目标，最远探测距离达
300m
。
公司
LRR40
采用
4
片级联，具备
12
路发射和
16
路接收通道，最多可以输出
3072
点
4D
点云，能够追踪
128
个目标，最远探测距离达
350m
。
公司
4D
毫米波雷达产品已实现对友道智途相关项目的小批量供货。
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|
福瑞泰克
|
FVR40
|
公司自主研发的成像毫米波雷达产品
FVR40
已获得国内多个车企定点，相关产品已进入量产交付阶段，预计
2023
第一季度完成上车搭载。
FVR40角分辨率和俯仰角分辨率都小于
1
°，探测距离超过
300
米，速度分辨率小于
0.1m/s
能够区分出多个目标特征。
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|
经纬恒润
|
/ |
公司
4D
毫米波雷达在研发过程中，公司正在积极拓展客户。
2021
年公司和
Arbe
在
4D
毫米波雷达技术方面达成战略合作，如有订单需求公司会向
Arbe采购芯片，目前双方合作顺利。公司通过扩展
MIMO
体制的发射和接收通道数，构建了
48
路发射和
48路接收通道，大大提升雷达信息获取能力，雷达探测距离达到350m
，可实现方位向
1
°和俯仰向
1.5
°的真实孔径分辨率。
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森斯泰克
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STA77-6
、
STA77-8
|
公司
2
片级联
4D
成像雷达
STA77-6
量产车型
——
理想
L7
量产上市。采用
6
发
8
收，
48
虚拟通道，作用距离
300
米，方位角分别率
2
°。
公司
4
片级联
4D
成像雷达
STA77-8
已搭载国内一线主机厂主打车型量产上市。采用
12
发
16
收，
192
虚拟通道，作用距离
350
米，方位角分别率
0.7
°。
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威孚高科
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/ |
公司
4D
毫米波雷达产品目前处于市场应用快速发展阶段，已获取干线物流定点项目。
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纳瓦电子
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NOVA77G-4D-S
、
NOVA77G-4D-IR
|
公司共规划了两款成像雷达产品，一款是
6
发
8
收，既可作为角雷达也可以作为前向雷达，一款是
12
发
16
收，主要瞄准前向雷达
.
纳瓦电子
6
发
8收成像雷达最远探测距离可达
320m
，距离分辨率为
0.35m
，
3dB
水平波束宽度小于
1.6
°，方位角精度±
0.1
°，
3dB
俯仰面波束宽度小于
2.4
°，俯仰角精度±
0.2
°
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弗迪科技
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公司今年
4D
成像雷达、智能车门雷达、舱内活体检测雷达也会陆续量产。
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赛恩领动
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SIR-4K
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公司发布了旗下首款产品
SIR-4K
，该产品最远探测距离
400
米，角分辨率
0.5
度（水平）
x 1
度（垂直），较传统毫米波雷达提升了
10
倍。产品具备
192个虚拟通道，可输出
4096
个点云。
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保隆科技
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/ |
公司自
2021
年底开始布局
4D
毫米波雷达研发，目前已进入优化调试阶段，预计今年
8
月份会对外开展客户推广，
2024
年一季度进入初步量产。
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几何伙伴
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/ |
公司自主研发的
4D
成像雷达，已经具有目标跟踪定位、可行驶区域检测以及自动泊车等能力。
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楚航科技
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/ |
公司宣布获得苇渡科技量产定点项目，将为苇渡科技首款纯正向研发的纯电智能重卡高配车型提供
4D
成像毫米波雷达，将在
024
年量产交付及落地应用。
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行易道
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ALRR300
|
公司
ALRR300
基于双片级联硬件
,
采用领先的稀疏信号成像技术
,
突破硬件的限制
,
实现了水平和俯仰角分辨率小于
1
°。
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