車載毫米波雷達是ADAS環境感知系統的關鍵部件，在智能網聯汽車高速發展的背景下，車載毫米波雷達將為自動駕駛技術的實現發揮重要作用，應用前景及市場空間都將非常廣闊。但因毫米波雷達在之前很長一段時間內都主要應用於軍工方面，導致其測試認證方法、標準建設、評價體系建設、測試設備研發等都還處於起步階段，國內具備車載毫米波雷達測試能力的第三方機構也非常少，車載毫米波雷達在測試認證等方面還存在很多問題。
毫米波雷達市場需求分析
2018年，國內汽車累計產量為2780.92萬輛和銷量為2808.06萬輛；2019年，國內汽車產銷量完成2572.1萬輛和2576.9萬輛；2020年因新冠病毒疫情因素的影響，私家車的購買需求將會有所上升，汽車銷量有望逆勢增長。根據國內汽車市場相關數據分析，國內新車產銷將保持小幅穩定增長，最終汽車保有量將達到每千人300輛左右。根據相關數據預測，2020年汽車新車高級駕駛輔助系統（以下簡稱ADAS）裝配率將超過50%。根據ADAS市場相關預測數據，2020年ADAS的市場空間將達到1000億元左右，未來10年，將會是智能網聯汽車的黃金髮展期，也是ADAS系統等相關產業的爆發期，ADAS的市場空間也將隨著智能網聯汽車的發展保持持續性的增長。
車載毫米波雷達是ADAS環境感知系統的關鍵部件，近年來，其憑藉著低成本、高可靠性、受天氣影響小等優點，已經廣泛應用於智能網聯汽車的自適應巡航控制系統、前車防撞預警系統、自動剎車輔助系統、盲區監測系統、自動泊車輔助系統、變道輔助系統等ADAS系統中。
按目前常規的每套ADAS系統裝備4個短距+1箇中長距車載毫米波雷達估算，預計2020年車載毫米波雷達的國內市場規模將超200億元。在智能網聯汽車的高速發展的背景下，車載毫米波雷達將為自動駕駛的實現發揮重要作用，應用前景及市場空間都將非常廣闊。
毫米波雷達相關技術
1.毫米波雷達定義及特點
毫米波雷達是指工作在30-300GHz頻段，波長為1-10mm的雷達，毫米波兼有微波與遠紅外波兩種波譜的優點。毫米波雷達具有探測距離遠、響應速度快、適應能力強等特點，其探測距離可達250m以上，傳播速度與光速一樣，並且其調製簡單，配合高速信號處理系統，可以快速地測量出目標的距離、速度、角度等信息。毫米波雷達與其他雷達相比，穿透能力比較強，在雨、雪、大霧等極端天氣下也能進行工作，同時不會受顏色、溫度、光照度等因素的影響，具有全天候的特點。
2.毫米波雷達分類
毫米波雷達按採用的毫米波頻段不同，分為24GHz、60GHz、77GHz和79GHz等四個頻段，主流可用頻段為24GHz和77GHz，79GHz有可能是未來發展趨勢。按探測距離可分為近距離（SRR，小於60m）、中距離（MRR，100m左右）和遠距離（LRR，大於200m）三種。按工作原理可以分為脈衝式和調頻式兩類，目前大多數車載毫米波雷達都為調頻式。
3.毫米波雷達工作過程
毫米波雷達的工作過程是通過天線向外發射毫米波，接收機接收目標反射信號，經信號處理器處理後快速準確地獲取汽車周圍的環境信息，如汽車與其他物體之間的相對距離、相對速度、角度、行駛方向等，然後根據所探知的物體信息進行目標追蹤和識別，融合車身動態信息，通過中央處理單元進行處理，經合理決策後，通過報警裝置以聲、光及觸覺等多種方式告知或警告駕駛員，或通過控制執行裝置及時對汽車做出主動干預，從而保證汽車行駛安全性和舒適性，減少事故發生率，其工作過程下圖。
毫米波雷達工作過程
4.毫米波雷達主要應用
毫米波雷達廣泛應用於智能網聯汽車的自適應巡航控制系統、前車防撞預警系統、自動剎車輔助系統、盲區監測系統、自動泊車輔助系統、變道輔助系統、後碰撞預警系統、行人監測系統、駐車開門輔助系統等先進駕駛輔助系統（ADAS）中。毫米波雷達在智能汽車上的應用及位置分佈下表。
毫米波雷達在智能汽車上的應用及位置分佈
車載毫米波測試現狀分析
1.毫米波雷達的測試項目分析
目前針對毫米波雷達的測試項目及過程主要包含了早期的功能測試及關鍵性能測試，中期的硬件在環測試及後期的實際使用性測試。功能測試主要通過雷達障礙物模擬一個或多個距離、速度、角度的汽車、非機動車輛及行人等，然後對雷達距離範圍、距離精度、速度範圍、速度精度、角度範圍、角度精度、雷達散射截面、波達角等進行測試，得到雷達的功能測試結果。性能測試則是通過對雷達發射機、接收機等部件本身性能的測試，包含發射信號頻率、信號功率、發射功率、相位噪聲、調頻線性度、帶外雜散、chirp等性能指標測試。中期的硬件在環測試則是配合汽車動力學仿真軟件與其他設備進行硬件在環 (HITL)測試。使用性測試則是在實驗場通過實際ADAS場景搭建進行最後的使用性確認。
2.測試設備發展現狀
目前，毫米波雷達測試設備主要的國外供應商有總部位於德國慕尼黑的羅德與施瓦茨（R&S）、美國dSPACE、日本東揚精測系統等。國內目前可查的只有蘇州凌創瑞地在做車載毫米波雷達相關設備及整體測試系統的研發工作。
羅德與施瓦茨公司R&S毫米波雷達測試系統可滿足24GHz，77GHz，79GHz雷達的測試要求，分析帶寬高達5GHz。該系統可以對毫米波雷達的發射機、接收機進行全方面的性能評估，能夠對多目標進行距離、速度、角度等方面的測試。同時該測試系統支持與硬件在環系統相結合，實現從雷達環境感知、分析判斷到決策的全過程測試。
dSPACE該設備主要測試車載雷達對目標的監測能力。該設備的主體是一個圓桶狀的電磁屏蔽暗箱，暗箱的內壁上有4個可沿內壁移動的模擬雷達目標物。該雷達目標模擬器的模擬目標是與視頻黑箱內的場景障礙物同步聯動的，但對10m以內的障礙物模擬精度較低。
日本東揚精測系統公司的ASGARD型系統模擬了目標車輛裝載雷達的交通狀況。雷達反射點的速度、距離被添加到光譜領域的信號中，使目標車完全產生在實際交通狀況下的視覺，其主要用於汽車ADAS自動駕駛輔助系統功能是否滿足要求的評價。
蘇州凌創瑞地研發的雷達測試系統，兼容24GHz& 77GHz毫米波雷達，可實現雷達目標模擬，雷達功能和性能測試，雷達樣品實景測試兼容多種第三方場景仿真軟件，如Carmaker，PreScan，VTD。
3.測試標準建設現狀
國際上毫米波雷達測試標準是歐洲電信標準化協會的《ETSI EN 303 396 V1.1.1（2016-12）短程設備；車載和監控雷達測量技術》及其相關標準，規定了車載毫米波雷達的一些性能指標及測試方法，但是沒有針對雷達模組功能測試相關的方法。
國內針對毫米波雷達的標準主要是國標《GB∕T36654-2018 76GHz車輛無線電設備射頻指標技術要求及測試方法》其也只規定了車載毫米波雷達的一些性能指標及測試方法，但是沒有針對雷達模組功能測試相關的方法。2019年11月21中國汽車工業協會發布了《車載毫米波雷達模組檢測方法（徵求意見稿）》，提出了對雷達性能及雷達模組測試方法的標準意見稿，該標準正在收集意見中。
4.測試實驗室建設現狀
目前國內獲得車載毫米波雷達測試的第三方測試機構目前具備資質的非常少，而且不具備氣象環境下毫米波雷達功能及可靠性測試，參考標準也是參差不齊，既有歐洲電信標準化協會ETSI EN系列標準、國家標準，也包含了實驗室自己制定的內部標準。國內車載毫米波雷達的實驗室建設基本都處於初始階段，因相關測試標準尚未出臺，一些實驗室處於市場調研、設備採購、實驗流程及規範梳理的階段，而大多數實驗室則將該部分能力建設計劃推後，待標準成熟以後再開始籌建對應的試驗能力，避免前期投資產生的風險。
5.車載毫米波雷達測試方面存在的問題
測試項目規範方面，目前國內針對毫米波雷達應測試的性能指標、功能點沒有統一的要求和規範，導致市場上的毫米波雷達產品質量良莠不齊，其對於整個車載毫米波雷達產業的健康發展是非常不利的。同時因為產品沒有統一的測試標準，導致產品能否滿足實際使用工況，面對複雜極端工況環境時可靠性是否達標等都沒有明確的判斷依據，一旦問題商品應用到汽車上很有可能給交通安全事故的發生埋下隱患。如果智能網聯汽車發生交通安全事故，在責任認定方面也會存在互相推諉的情況，潛在風險很多。
目前國內毫米波雷達的測試方法及標準等都不是很完善，具備測試能力的第三方實驗室也很少。各生產廠家的毫米波雷達系統功能及性能指標也不盡相同，在國際上也沒有統一的測試標準與方法，針對車載毫米波雷達的完善的測試方法及評價體系亟待建立，同時標準需要儘快制定，市場也需要儘快引導與規範。
未來發展趨勢及發展建議
車載毫米波雷達是ADAS系統環境感知模塊的核心部件，其性能、功能和可靠性是智能汽車穩定工作的前提，因此需要建立對毫米波雷達性能、功能、抗干擾能力及可靠性等方面全方位的測試評價體系及標準，以確保其能滿足智能網聯汽車的使用要求。
根據國家發展改革委等十一部門2020年2月12日印發的《智能汽車創新發展戰略》，提出的“完善測試評價技術”和“構建系統完善的智能汽車法規標準體系”兩大任務框架，同時結合車載毫米波雷達測試行業及標準建設現狀，從測試評價體系建設、測試設備工具及系統開發、企業及測試評價機構測試能力建設、測試標準建設、推動認證認可等幾個方面提出發展建議：
測試評價體系建設方面，建立健全車載毫米波雷達測試評價體系及基礎數據庫。通過對雷達工作原理、關鍵部件、關鍵技術指標、應用場景等方面的研究，建立包含測試對象、測試項目（指標）、測試環境條件、測試流程及判定依據等內容的測評體系，從雷達的性能、功能、安全性、可靠性等幾個方面建立雷達的綜合測評體系，為下游產業提供選型依據，引導行業健康發展。測試評價體系建立之後，需配套建立測試基礎數據庫，保留測評體系執行過程中的相關數據，為企業研發及技術改進提供依據。
測試設備工具及系統開發方面，針對目前測試設備工具等無法滿足測試需求的問題，需加強毫米波雷達測試工具、設備及系統的研發工作，通過建立虛擬仿真、軟硬件結合仿真、實驗室測試、實際應用場景測試技術和驗證工具，以及綜合性多層級測試評價系統，提升毫米波雷達的測試效率、精度及能力，為毫米波雷達的研發、驗證提供測試工具，促進車載毫米波雷達產業的發展。
企業及測試評價機構測試能力建設方面，通過政策引導，市場規範及相關測試標準的推行，推動企業、第三方技術試驗及安全運行測試評價機構能力建設，為車載毫米波雷達建立從研發、上市、監管方面的全流程測試方案。
測試標準建設方面，政府相關部門應加快車載毫米波雷達測試標準的制定及實施工作，應建立包含車載毫米波雷達性能測試、功能測試、抗干擾性、可靠性、安全性等在內的全項測試標準。通過制定標準更好地規範車載毫米波雷達實誠，促進毫米波雷達行業的技術進步從而推動智能網聯汽車自動化、智能化技術的發展。
推動認證認可方面，認證認可機構應儘快推進車載毫米波雷達及智能網聯汽車其他關鍵零部件的認證認可體系建設工作，建立健全企業報備和第三方技術檢驗相結合的認證認可機制，構建覆蓋車載毫米波雷達功能性、可靠性、安全性的綜合認證體系，通過認證認可促進毫米波雷達行業規範的建立。
結論
整體來看，目前針對毫米波雷達的測試，國際上尚無統一的測試方法及標準，國內針對車載毫米波雷達的相關標準也都不成熟，標準建設工作基本處於啟動階段。測試設備、工具及系統的研發目前已經取得一些進展，但要滿足不斷髮展的雷達行業，還需要進一步提升。國內具備車載毫米波雷達測試能力的實驗室目前也非常少，還需要加強建設，以滿足毫米波雷達行業的發展需要。針對毫米波雷達的認證認可方面的建設目前還處於空白，需儘快推進其認證認可制度及體系的建立。同時針對車載毫米波雷達的測試評價體系建設工作還未開始，測評體系的建立工作也迫在眉睫。
本文作者：宋瑞 陳豔梅 張志國（中汽研汽車檢驗中心（廣州）有限公司、東南大學）
