“中國芯”新一代94GHz高頻高性能超距毫米波雷達發布

　　交通運輸是國民經濟的基礎性、先導性、戰略性產業和重要的服務性行業，是科技創新的重要領域和創新技術集中應用的行業，對提升我國科技競爭力和綜合國力發揮著重要作用。發展智慧交通是提升交通運輸服務品質的重要抓手，當前在加快建設交通強國的征程上，我國交通運輸行業高度重視智慧交通新技術的發展。

　　2月7日，助力智慧交通——“中國芯”新一代高頻高性能超距毫米波雷達新技術新成果發布會在北京成功舉行。此次發布的新一代高頻高性能超距毫米波雷達由河北交通投資集團聯合北京理工大學毛二可院士創新團隊研發，在技術上實現了“中國芯”、遠距離、全覆蓋、高可靠、高精度、多場景六大突破，它首次采用國產94GHz毫米波雷達芯片，打破了高頻段毫米波雷達芯片進口受限局面，解決了核心元器件“卡脖子”的技術難題，實現了高頻段毫米波雷達芯片的自主可控；探測縱向距離達1200米以上，橫向覆蓋范圍達50米，精度高、抗干擾能力強，有效解決了傳統毫米波雷達遠距探測能力不足的問題，將引領智慧交通感知能力建設邁向新臺階，對促進車路協同、打造中國式現代化智慧交通具有重要意義。

　　新一代高頻高性能超距毫米波雷達由河北交通投資集團有限公司、北京理工大學、中國公路學會科技成果轉化中心聯合發布。交通運輸部公路局原副局長王太，中國公路學會副理事長兼秘書長劉文杰，河北省交通運輸廳副廳長汪天涌、科技處副處長徐新蔚，交通運輸部公路科學研究院副院長李斌、自動駕駛研發中心副主任李宏海，北京理工大學副校長王博，北京理工睿行電子科技有限公司總經理金燁，河北交通投資集團有限公司總工程師鄭瑞君，河北省交通規劃設計研究院總經理朱冀軍、總工程師雷偉出席發布會。中國公路學會副秘書長兼科技成果轉化中心主任劉傳雷主持發布會。

　　自主研發“中國芯” 填補國內技術空白

　　為全面貫徹落實黨的二十大關于加快建設交通強國的重大戰略部署，深入貫徹黨中央、國務院《交通強國建設綱要》《國家綜合立體交通網規劃綱要》各項工作要求，河北交通投資集團有限公司聚焦科技領軍企業的職責定位，大力展現科技活力和奮進姿態，竭智盡力推動智慧交通發展，培育新動能、實現新突破。

　　2020年，河北交通投資集團有限公司在國內首次提出并成功研發77GHz千米超距毫米波雷達，將單體雷達探測距離由200-500米提升至1000米。2021年在雄安新區160公里的對外骨干路網規模化應用，穩定可靠的精準感知能力和雷視融合成效得到業界認可，在全國智慧交通建設領域起到引領作用。

　　當前汽車雷達普遍采用79-81GHz，在這一頻段，汽車和路側雷達同頻，若雷達抗干擾能力不強，易形成相互干擾，從而制約了車路協同技術的進一步發展。因此為探索車-路高質量協同發展之路，河北交通投資集團聯合北京理工大學毛二可院士創新團隊在國內率先完成新一代94GHz超距毫米波雷達的研發，實現了“中國芯”、遠距離、全覆蓋、高可靠、高精度、多場景六大突破。

　　其中，新一代超距毫米波雷達的一個重大突破是成功研發了“中國芯”——94GHz毫米波雷達芯片。射頻芯片是雷達的核心元器件。為應對當前的芯片限制及信息安全等問題，研發團隊開展了94GHz多通道收發毫米波雷達芯片集成設計、流片工藝和封裝工藝等關鍵技術研究，創新性采用硅基和化合物異質集成封裝技術，實現了92～96GHz寬頻帶毫米波雷達芯片自主可控，填補了國內技術空白。

　　遠距離、全覆蓋、高可靠、高精度

　　除了打造“中國芯”，新一代94GHz超距毫米波雷達還在遠距離、全覆蓋、高可靠、高精度方面實現了新的突破。

　　為優化智慧高速建設成本，遠距離探測一直是雷達的研究熱點。現有雷達多采用調頻連續波體制，通過發射多個重復脈沖序列，在距離速度二維頻譜上獲得相參積累增益，能量積累效果有限。對此，創新團隊基于MIMO體制雷達波形設計理念及準則，創新性采用復雜MIMO波形組合及跨域相參積累信號處理方法，進一步提高了測速精度和數據刷新率，將雷達探測距離范圍提升至了1200米以上，實現了對目標的高精度、遠距離的實時跟蹤。

　　隨著經濟社會的高速發展，汽車保有量逐年攀升，10、12車道等高速公路進入發展的行列，應急車道在交通擁堵狀態下的開放問題越來越迫切，94GHz超距毫米波雷達進一步擴大了檢測視角，橫向覆蓋范圍達50m，同時增加俯視探測能力，可滿足雙向12車道大場景無盲區目標檢測要求。

　　高可靠方面，94GHz超距毫米波雷達采用復雜波形編碼、目標參數高分辨估計等技術，有效解決了復雜交通場景、超密集電磁環境等雷達同頻相互干擾、檢測失真等問題。雷達工作溫度-40℃～+85℃、防護等級為IP67，在高溫低寒、雨雪等惡劣天氣情況下，仍可保持穩定探測性能，支撐實現道路全天時、全天候通行。

　　高精度方面，超距毫米波雷達采用近端大視角寬波束和遠端高增益窄波束相結合的方式，實現近端、遠端同時保持0.2m的定位精度，實時輸出目標的速度、位置、車輛類型等信息，目標單次掃描處理時延低于70ms，同時滿足高傳輸功率和大工作帶寬，在距離、速度、角度分辨率及精度方面相較于現在使用的24G和80GHz雷達有明顯優勢。

　　打通全域數據 實現多場景應用

　　超距毫米波雷達不受場景應用限制，可全天時全天候超視距感知交通狀態，當前實現的場景包括正常路段的高速車輛目標監測、擁堵場景下低速乃至停車的探測，實現重點車輛跟蹤、危險駕駛行為監測和預警，全域事件檢測及事故智能跟蹤，雷達視頻感知聯動等場景，適用于直路、彎路、匝道、跨線橋、樞紐互通等多場景安裝，實現智慧高速全天時、全天候、全路段實時監控，為全天候交通出行提供基礎數據支撐。

　　具體來說，該雷達在交通運輸領域主要有以下四大應用場景：一是全域事件檢測。超距毫米波雷達組網后可實現全路段波束覆蓋，通過采集車輛定位信息，分析車輛行駛狀態，瞬時判別事故事件信息，在最短時間內實施有效的事故應急救援。同時雷達可判斷異常停車、超速行駛、壓線變道、逆行等危險駕駛及交通違法行為；識別交通擁堵等道路狀況，為交通治理提供便利，為提升道路暢通提供數據支持；二是強電磁干擾環境目標檢測。94GHz超距毫米波雷達實現了交通與車載雷達頻段的大幅度區分，規避車路間電磁干擾。此外，進一步設計基于脈間頻率捷變，實現波形分集，抑制交通雷達間的電磁互擾，極大提高智慧交通復雜密集電磁環境中的抗干擾性能，提升了車端、路端數據的準確性，消除了安全隱患。三是車路協同融合感知。當服務于智能網聯車輛時，該雷達以超低時延功能將雷達探測數據發送至車端，協助L3、L4級智能網聯車輛提高周邊態勢感知和分析能力，實現避碰、車道級導航、危險預警等功能。當服務于非智能網聯車輛時，借助雷達實時傳輸的超視距感知信息，實現車道級定位和智慧駕駛引導，對事故車道、施工車道、危險路段提前研判，提升車、人、路、物信息獲取能力，保障更便捷、更安全、更綠色的出行。四是無盲區全天候交通狀態感知。新一代94GHz超距毫米波雷達在俯仰探測維度采用波束賦形技術，在解決常規雷達“燈下黑”問題的同時，兼顧遠距檢測范圍，實現單雷達下方無盲區感知，并通過多雷達組網技術，增加雷達覆蓋重疊區，進一步提高數據可靠性。

　　“中國芯”新一代94GHz高頻高性能超距毫米波雷達樣機的成功研發，標志著我國在高頻段毫米波雷達芯片研發方面取得重大技術進步，對毫米波雷達芯片及毫米波雷達產業發展具有重要意義。該雷達的應用將為多形態韌性交通感知網絡提供有力技術保障，引領我國智慧交通建設進入新階段。