賀利良

摘 要 77GHz車載雷達(dá)系統(tǒng)是智能汽車領(lǐng)域中的研究新熱點(diǎn)，依據(jù)對(duì)專利申請(qǐng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)申請(qǐng)人，技術(shù)分布，國(guó)別等的分析，對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展路徑及重要的申請(qǐng)人等做了標(biāo)注，便于技術(shù)研發(fā)人員追蹤77GHz車載雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)的最新進(jìn)展。

關(guān)鍵詞 77GHz；防干擾；專利申請(qǐng)

1 77GHz毫米波的應(yīng)用場(chǎng)景

2015年世界無(wú)線電通信大會(huì)將77.5-78GHZ的頻段劃分給無(wú)線定位，從而使得76-81GHZ的整個(gè)頻段可以使用在車載雷達(dá)當(dāng)中。早期的24GHz毫米波主要應(yīng)用于中短距離探測(cè)，用于實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)探測(cè)比如大家熟悉的倒車?yán)走_(dá)，防碰撞雷達(dá)等。77GHz毫米波的檢測(cè)精度相較于24GHz毫米波要高，在對(duì)于精度要求較高的自動(dòng)駕駛領(lǐng)域77GHz毫米波具有一定的優(yōu)勢(shì)，目前而言，其主要應(yīng)用于自動(dòng)巡航控制ACC（Automatic Cruise Control）；輔助性地應(yīng)用于變更車道等。裝載有77GHz車載雷達(dá)系統(tǒng)的汽車在自動(dòng)巡航時(shí)，對(duì)車載雷達(dá)系統(tǒng)的干擾將會(huì)影響對(duì)物品識(shí)別的準(zhǔn)確性，從而危及用戶的安全。在智能駕駛技術(shù)成為新興的熱點(diǎn)時(shí)，為保障用戶的安全，促進(jìn)智能駕駛技術(shù)的商用普及，對(duì)77GHz車載雷達(dá)系統(tǒng)防干擾的研究，也已受到汽車行業(yè)的關(guān)注。

2 干擾的來(lái)源

77GHz車載雷達(dá)系統(tǒng)的干擾來(lái)源，簡(jiǎn)單而言，大體可分為兩類：來(lái)自自身車載系統(tǒng)的干擾，來(lái)自外在車載系統(tǒng)的干擾。就自身車載系統(tǒng)而言，主要是單個(gè)系統(tǒng)之間的對(duì)于外在噪音的抑制，就外在車載系統(tǒng)干擾而言，則可粗分為，同向行駛車輛雷達(dá)信號(hào)的干擾，相向車輛之間的干擾；采用不同規(guī)制的車載雷達(dá)系統(tǒng)之間的干擾。就外在車載系統(tǒng)的干擾而言，目前市場(chǎng)上，77GHz車載雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡航的情形未大量應(yīng)用，道路上與其他車輛的雷達(dá)系統(tǒng)之間的干擾相對(duì)而言要少一些；但在可預(yù)知的未來(lái)，智能巡航輔助駕駛技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是可預(yù)期的，因此，在研究自身車載系統(tǒng)的干擾的同時(shí)，兼顧抑制不同車載系統(tǒng)之間的信號(hào)干擾實(shí)屬必要。

3 如何克服干擾

目前克服干擾處理主要集中在信號(hào)的產(chǎn)生，傳輸，接收處理三個(gè)階段[1-3]。在信號(hào)的產(chǎn)生階段對(duì)信號(hào)源進(jìn)行設(shè)計(jì)，信號(hào)源的設(shè)計(jì)則涉及芯片和信號(hào)波形兩個(gè)方面；在傳輸階段，對(duì)信號(hào)做處理，提高所傳輸信號(hào)本身的抗干擾能力，對(duì)整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的構(gòu)建予以設(shè)置，減少自身的噪音干擾；在信號(hào)接收處理階段，提高信號(hào)處理算法的速度和模式判別的精度。車載環(huán)境下77GHz車載雷達(dá)系統(tǒng)抗干擾的設(shè)計(jì)，還需要考慮到小巧，靈便，功耗小的因素。車載環(huán)境信號(hào)的傳輸模型也需重新建立。

目前主要的防干擾技術(shù)有：

（1）信號(hào)波形的生成技術(shù)。信號(hào)波形的生成技術(shù)，存在兩個(gè)技術(shù)點(diǎn)，一個(gè)是本身理論上信號(hào)源的波形具有很好的抗干擾性能，其次是生成信號(hào)源的器件，本身系統(tǒng)具有低噪聲的特點(diǎn)能提供高頻的波形。

（2）相控雷達(dá)技術(shù)。 通過(guò)相控雷達(dá)自身抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，來(lái)跟蹤信號(hào)，同時(shí)借助于MIMO多天線技術(shù)對(duì)多目標(biāo)，多角度進(jìn)行追蹤識(shí)別。

（3）信號(hào)處理技術(shù)。改進(jìn)信號(hào)處理算法，提高接收信號(hào)的處理速度和正確率，減少虛警。

4 國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)狀況及技術(shù)分布

國(guó)內(nèi)對(duì)77GHz毫米波的研究起步較晚，對(duì)于77GHz毫米波在車載系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)專利申請(qǐng)篩選并分析，可知：國(guó)內(nèi)的理論研究大體是在2005年之后，而實(shí)際商業(yè)應(yīng)用則是在2010年之后；對(duì)于國(guó)外而言，理論和應(yīng)用研究較早，從目前的專利數(shù)據(jù)分析來(lái)看，早在2000年左右，德、美等國(guó)的公司在這方面已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)和專利申請(qǐng)比如博世，奔馳等，日本早期的頻率主要集中在24GHz，60GHz等，目前也已投入到了77GHz中。

從國(guó)內(nèi)外的申請(qǐng)人來(lái)看，國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很重視，無(wú)論是芯片的研發(fā)還是實(shí)際的商業(yè)應(yīng)用，如博世、德?tīng)柛！⒗咨?、谷歌、高通、三菱等公司也在這方面有專利申請(qǐng)。國(guó)內(nèi)公司在新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的帶動(dòng)之下，專利申請(qǐng)的主體也較多，院所申請(qǐng)人主要有東南大學(xué)，北京理工大學(xué)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院，吉林大學(xué)，國(guó)防科技大學(xué)等，企業(yè)申請(qǐng)人主要有沈陽(yáng)承泰科技有限公司、北汽、隼眼科技、行易道等。

從國(guó)內(nèi)外的申請(qǐng)量來(lái)看，國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)人在該專利技術(shù)方面的研究起步較晚。2010之前的申請(qǐng)人主要集中在科研院所，科研院所出于研究的需要，有少量的專利申請(qǐng)積累，而企業(yè)的申請(qǐng)基本處于一個(gè)緩慢的狀態(tài)，但在2011-2015年間，國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)量明顯增多，這一趨勢(shì)和國(guó)外的申請(qǐng)量趨勢(shì)相同，反映出該技術(shù)領(lǐng)域已成為一個(gè)熱點(diǎn)。

從國(guó)內(nèi)外的技術(shù)分布來(lái)看，國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)人主要集中在高?？蒲性核砩希芯奎c(diǎn)比較分散化，多偏產(chǎn)品應(yīng)用，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人對(duì)通過(guò)毫米波的具體信號(hào)波形生成來(lái)防干擾的研究不多，更多的是集中在了對(duì)于信號(hào)濾波的處理算法上，且實(shí)用新型類申請(qǐng)比較多。反觀國(guó)外專利申請(qǐng)人，傳統(tǒng)的強(qiáng)勢(shì)企業(yè)博世等，技術(shù)點(diǎn)比較全面，專利申請(qǐng)涉及從信號(hào)波形的構(gòu)造到傳輸和系統(tǒng)集成等；專利申請(qǐng)涉及信號(hào)源芯片的企業(yè)有英飛凌、飛思卡爾等公司，關(guān)注77GHz毫米波系統(tǒng)應(yīng)用的公司有：電裝株式會(huì)社，德?tīng)柛?，三菱等?/p>

5 展望和建議

國(guó)內(nèi)對(duì)77GHz毫米雷達(dá)波防干擾的研究比較晚，基于國(guó)外申請(qǐng)人對(duì)77GHz毫米雷達(dá)波信號(hào)源芯片的專利布局已具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，因此國(guó)內(nèi)的企業(yè)要想在硬件上超越有難度，就目前的形勢(shì)而言，可側(cè)重于應(yīng)用方面的研究。現(xiàn)有的智能駕駛領(lǐng)域并未完全投入到商用階段，因此現(xiàn)有的車輛之間的同信源干擾的問(wèn)題在專利申請(qǐng)中未得到重點(diǎn)關(guān)注，因此可適當(dāng)加大該領(lǐng)域的超前專利申請(qǐng)布局。其次，現(xiàn)有的信號(hào)波形集中在了三角波、鋸齒波上，對(duì)于信號(hào)源的產(chǎn)生波形進(jìn)行改進(jìn)以抑制干擾，在該技術(shù)點(diǎn)的申請(qǐng)量并不多，未來(lái)或許會(huì)成為專利申請(qǐng)的熱點(diǎn)。再者，未來(lái)智能汽車大幅度應(yīng)用，多目標(biāo)觀測(cè)和處理將成為現(xiàn)實(shí)，勢(shì)必涉及MIMO多天線處理技術(shù)，因此相控雷達(dá)領(lǐng)域的中多MIMO多目標(biāo)追蹤技術(shù)與77GHz毫米波車載信號(hào)的融合，也可能會(huì)受到關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐俊.77GHz汽車防撞雷達(dá)系統(tǒng)一些關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京：東南大學(xué)，2015.

[2] 馬玉貞.基于嵌入式系統(tǒng)的防撞雷達(dá)抗干擾信號(hào)研究[D].太原：中北大學(xué)，2015.

[3] 師琳，劉光斌，代延民.車載雷達(dá)干擾發(fā)展趨勢(shì)淺析[J].電光與控制，2004，11（3）：65-68.