当前,智能驾驶加速从“可用”迈向“好用、敢用”。在复杂道路环境中,车辆需要对周边目标实现更远距离、更高精度、更稳定的探测与追踪,这对感知传感器提出更严苛要求。与摄像头、激光雷达相比,毫米波雷达具备穿透能力强、受光照影响小、成本相对可控等优势,是智能驾驶量产方案的重要配置。然而,毫米波雷达的角度分辨率、多目标追踪能力长期受制于关键器件性能,尤其是天线环节的精度与一致性,成为提升系统能力的“卡点”。 一、问题:国产毫米波雷达高精度感知仍面临关键短板 业内普遍认为,车载毫米波雷达要实现稳定可靠的目标识别——必须在测距、测速之外——深入提高测角能力与动态目标追踪性能。以城市道路为例,车辆并线、行人横穿、非机动车穿插等情况频繁发生,对雷达实时响应与角度分辨率提出挑战。过去一段时间,国内对应的产品在分辨率、复杂场景下的多目标跟踪等与国际先进水平仍存在差距,其中一个重要原因便是天线波束倾斜等误差会放大测角与测距偏差,进而带来安全风险。 二、原因:机电耦合效应与天线波束控制难题交织 车载雷达天线不仅是“发射与接收”的部件,更是决定系统空间分辨能力的核心传感器。车辆行驶中的振动、温度变化、材料形变等因素,会通过机电耦合效应影响电磁性能,导致波束偏移、带宽受限等问题。此外,智能驾驶对全天候、全天时运行的要求,使得天线在雨雪、沙尘、夜间等条件下也必须保持稳定工作,这进一步抬高了工程实现门槛。 三、影响:0.1度精度提升将强化“看得清、跟得住”的能力 记者从西安电子科技大学获悉,基于中国工程院段宝岩院士提出的电子装备机电耦合基础理论,该校机电工程学院李娜团队研发出一款高精度车载毫米波雷达天线,将方位角精度提升至0.1度,并将波束倾斜误差降低两个数量级。研究成果已发表于天线领域国际权威期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》。据介绍,该精度提升意味着雷达对车辆、行人等多类目标的识别能力和覆盖范围将实现跃升,有助于在目标转向、加减速等运动状态快速变化时保持稳定跟踪,提高智能驾驶感知系统的可靠性与安全冗余。 四、对策:围绕两项关键技术攻关,推动工程化集成验证 面向行业痛点,团队聚焦“波束倾斜控制”和“工作带宽提升”两项核心指标,提出折线与圆形相结合的天线设计方案,并将其集成至车载芯片级平台开展验证。相关研究强调以工程应用为导向,通过结构设计与电磁性能协同优化,减少误差源、提升一致性,为规模化部署奠定基础。与此同时,依托长安先导物质科学产业创新中心与西安电子科技大学共建的未来能源(逐日工程)实验室,产学研协同的创新机制正在形成:一端面向国家战略性新兴产业需求开展应用研发,一端推动成果转化与人才培养,助力陕西加快区域科技创新中心建设与产业化落地。 五、前景:从单点突破走向体系能力,拓展智能交通与无人系统应用 业内人士认为,随着汽车智能化向更高等级演进,感知能力将从“单传感器提升”转向“多源融合与系统优化”。高精度毫米波雷达天线的突破,既可直接提升量产车型在复杂天气与光照条件下的稳定性,也有望在智能交通管控、车路协同、低空无人机平台以及巡检机器人等装备领域拓展应用空间。下一步,关键在于加快建立面向整车场景的测试评价体系,推动与车规级可靠性标准、供应链制造能力的协同提升,使实验室成果更快转化为可规模交付的产业产品。
毫米波雷达精度的突破展现了我国在智能驾驶感知技术领域的创新能力;从理论到应用的全链条突破不仅缩小了与国际先进水平的差距,更为智能汽车产业发展奠定了坚实基础。随着技术推广应用,国产智能驾驶系统的安全性和可靠性将继续提升,助力我国从汽车大国向汽车强国迈进。