4D毫米波雷达：成像距离超百米，成本仅为LiDAR十分之一

发布时间：

2024-06-18

4D毫米波雷达的问世，有潜力为自动驾驶技术带来一场革命性的变革。IEEE Spectrum 杂志报道，Steradian Semiconductors 公司的创始人瞄准了自动驾驶汽车技术市场中的一个空白，并利用他们的专业知识来填补这一空缺。在2016年成立了这家无晶圆半导体初创公司之前，创始人曾…

4D毫米波雷达的问世，有潜力为自动驾驶技术带来一场革命性的变革。

IEEE Spectrum 杂志报道，Steradian Semiconductors 公司的创始人瞄准了自动驾驶汽车技术市场中的一个空白，并利用他们的专业知识来填补这一空缺。

在2016年成立了这家无晶圆半导体初创公司之前，创始人曾在多家知名科技公司担任要职，负责设计适用于蓝牙、GPS、LTE蜂窝网络和无线局域网等大众市场无线电技术的芯片组。他们意识到，通过运用现代技术，如半导体和先进加工技术，可以制造出复杂的雷达芯片，从而获取物体的形状、大小和类型等信息。

创始人相信，通过雷达芯片和处理器的协同作用，自动驾驶汽车能够获取与传统技术相当，甚至更大量的信息。

「我们在市场研究和文献调研方面做了大量工作，包括查阅IEEE出版物，发现雷达在汽车行业的应用前景广阔，」IEEE高级成员、公司首席技术官兼联合创始人Apu Sivadas表示。「雷达回波中蕴含着丰富的隐藏信息，而我们认为目前自动驾驶汽车所采用的技术未能充分利用这些信息。」

Steradian公司总部位于印度班加罗尔，他们开发了4D毫米波成像雷达系统和配套的小型MIMO（多输入、多输出）收发器芯片组。

「汽车传感器技术正迅速发展。我们希望利用雷达技术实现更多可能性，」Sivadas补充说。

什么是 4D 成像雷达系统

在自动驾驶汽车中，传统的毫米波雷达已经用于测量目标与车辆之间的距离、相对速度和方位等基本信息，这类雷达通常被称为3D毫米波雷达。而4D毫米波雷达则在此基础上增加了对高度信息的探测能力，通过时间维度上的测量，它可以确定物体的垂直位置。

Steradian公司的命名灵感便来自于立体角的单位——球面度，它象征着公司产品的高分辨率和对空间感知能力的追求。Sivadas解释道，公司的核心产品是一个16通道的MIMO集成芯片，该芯片能够实现对目标距离、速度、仰角和方位角的精准追踪。

4D成像雷达系统由两部分构成：一是用于发送和接收信号的收发器，另一部分则是将信号转换为图像的成像/处理芯片。

Steradian提供的是基于最先进的28纳米CMOS工艺的芯片，为4D传感器提供动力。Sivadas指出，在市场上，Steradian的收发器以其高输出功率、低噪声和极小的失真度而脱颖而出。

该雷达系统的工作频率位于76至81 GHz的频段，除了应用于自动驾驶汽车外，还能用于智能交通系统。例如，该设备可以安装在高速公路或交叉路口，用于监控交通流量、自动控制交通信号灯或监测车辆速度。

Steradian已经为其技术提交了26项美国专利申请，并获得了9项专利。Sivadas强调，「我们是一家提供端到端产品的公司。」他们涉足雷达技术的多个环节——包括天线设计、雷达半导体芯片组、信号处理软件，并负责整个产品架构的开发。

「汽车行业正在考虑将4D雷达传感器应用于自动驾驶汽车。」Sivadas认为，成像装置的大规模生产成本与现有传统雷达相当，这有助于其在市场上的普及。

赛道拥挤，Steradian 抢跑

4D毫米波雷达技术在某种意义上是对3D毫米波雷达的进一步发展。与激光雷达技术相比，4D毫米波雷达的成本仅为其10%-20%，且在雨雾等恶劣天气条件下仍能保持良好的侦测性能，而激光雷达则可能受到这些因素的影响。

随着自动驾驶技术的持续进步，4D毫米波雷达的应用比例预计将逐步上升。据Yelo预测，到2027年，全球4D毫米波雷达市场的规模将达到35亿美元。

目前，这一领域已经吸引了众多参与者，包括传统的行业巨头如Continental、Bosch、Hella、Denso、Aptiv和Veoneer，以及新兴企业如Ainstein、Arbe、Oculii、RFIsee和Vayyar等。在中国，华为、华域、福瑞泰克、森思泰克、楚航科技和威孚科技等公司也在积极布局该领域。

Sivadas透露，Steradian的智能交通系统原型正在大约20家公司中进行测试。通过最近建立的合作伙伴关系，该公司已经开始通过销售系统获得收入。今年2月，Steradian与移动公司伟世通签署了一项合作协议，共同生产增强型先进驾驶辅助系统。3月，Steradian又与Astra Microwave Products签署了一份生产雷达模块用于交通管理系统的合作协议。

Sivadas表示，「我们已经为大型公司完成了许多相似的功能，包括产品定义、架构设计、功能实现、市场领先功能的添加、人员招聘以及能力建设等。」

与其他初创公司一样，Steradian也面临着资金筹集的挑战。在成立的最初三年里，该公司主要依靠自筹资金。目前，Steradian已经吸引了几位投资者，他们来自风险投资家和一些对汽车传感技术感兴趣的科技公司。

Sivadas指出，「如何让最初的投资者对我们的理念产生信心，是我们面临的最大挑战。」