雷达干扰威胁汽车安全：业界呼吁协作

汽车雷达的普及将曾经次要的担忧变为关键安全问题：当多车辆同时发射，其信号会相互干扰。

雷达已成高级驾驶辅助系统 (ADAS) 基石，配合 CMOS 摄像头提供全天候能见度，实现自动紧急制动 (AEB) 等功能。然而，若雷达“交叉彼此数据流”，如 NXP 的 Huanyu Gu 曾著名警告，其性能会受损。

尽管厂商尚未公开强调此风险，但现代道路上雷达配备车辆的巨大密度意味着干扰不可避免。

雷达用于从自适应巡航控制、盲点检测到前向碰撞预警、智能泊车辅助等一系列安全功能。实现 360 度视野需短距和长距单元，AEB 系统常结合雷达、激光雷达、摄像头实现全天候探测。

AEB 全球快速推广让雷达供应商成双刃剑。一方面需求飙升；另方面跨车辆干扰风险巨大。

监管里程碑展示采用规模：中国 NCAP 2020 年强制所有卡车出厂配备 AEB；日本现要求所有新车前后 AEB；20 家美国车企承诺 2022 年 100% AEB 装配率；欧洲 90% 售出车辆已搭载车车防撞技术。

NXP 半导体预测汽车雷达渗透率 2030 年达 55%。近期 EE Times 采访中，NXP ADAS 高级产品营销经理 Huanyu Gu 警告：“当多雷达同一时间、同一或重叠频段发射，且共享共同可见路径时，干扰不可避免。”

ST Microelectronics ADAS 和 ASIC 总经理 Martin Duncan 呼应此忧：“25% 新车已装雷达，问题真实存在。实时路况捕捉意味多车同时发射，且都用同一 76-81 GHz 频段，随渗透率上升干扰只会恶化。”

主动安全和辅助驾驶系统用多雷达传感器部署示例 (Kissinger, 2012)

原理简单：每个雷达依赖反射信号估算距离速度。多雷达近距运行时，回波叠加产生建设性和破坏性干扰，降低探测精度。NHTSA “雷达拥堵研究”(2018 年 9 月) 解释拥堵环境中干扰功率可超回波功率数个数量级。

这种退化可能危及安全。“最坏情况可能导致雷达干扰致死伤，”VSI Labs 创始人兼总裁 Phil Magney 说。“即使今天，雷达栈用激进滤波消除假阳性，那是带宽权衡，非治本。”

业界获警告已十年

每增加一辆雷达配备车，集体传感器环境更复杂，迫使供应商行动。然而业界回应碎片化。

计算干扰的简单常见交通场景：受害雷达 (绿) 接收干扰，由其他车辆 (红) 产生。(来源：NXP)

2012 年欧洲 MOSARIM 项目研究相互雷达干扰并提缓解技术。NHTSA 近期研究提两关键问题：(1) 雷达从其他发射器接收多少功率？(2) 这如何影响碰撞预警性能？答案：密集交通中干扰电平可压倒合法回波高达四个数量级。

协作还是监管？

考虑长前置期，本期望 OEM 和 Tier-1 供应商采取主动策略，如动态波形自适应。雷达界有工具——电信信道接入协议 (TDMA、FDMA、CDMA) 可移植车载雷达。“听后再说”方案可防同时发射。

然而汽车领域缺乏波形参数监管，市场历史回避标准化。NXP 的 Gu 指出：“雷达波形参数不受监管，业界无如何公平共享频谱的共识。”

相反，大多数厂商诉诸信号处理权宜：随机化发射时序或频率降低可预测性。Gu 警告：“少车时此盲法可能奏效，但渗透率增长时协作方案成必需。”

白皮书中 NXP 总结：“最终需全市场协议公平分配感知资源同时保持差异化。”

自由竞争动态

雷达传感器公司常优先专有 DSP 算法提升分辨率缓解干扰，而非行业标准。“业界倾向往问题上扔更多信号处理而非建立合作协议，”资深分析师 Egil Juliussen 说。

近期采访中，NXP 的 Gu 概述三缓解路径：(1) 保护前端免饱和；(2) 数字识别并消除干扰；(3) 动态自适应波形参数。第三在当前 77 GHz 频段最不可能，但若更高频段 (如 140 GHz) 可用可能成可行。

前端保护可涉及双增益设置或多天线空间零化使雷达对干扰方向致盲。数字技术依赖准确干扰检测；然而厂商间多样 FMCW 波形使通用检测具挑战。

FMCW 因带宽效率和速度估计能力成车载雷达事实标准。却厂商间关键参数各异——载波频率、带宽、啁啾持续、采样时间、感知周期——同一“干扰”信号在各雷达上呈现不同。

因此第一步是检测：识别外来波形，再在不破坏目标回波前提下移除。教科书算法存在，但限于低相关干扰、通常仅处理一两个干扰源。

ST Micro 的 Duncan 说：“若知啁啾应长啥样，可滤除虚假信号。引入啁啾签名也有帮助。”他补充：“发射信号更多标准化将大大缓解对抗措施设计。”

我们已感受雷达干扰？

NHTSA 仿真场景展示预期干扰电平：

• 双车道高速公路，随机载波频率可导致干扰功率比典型参考目标回波功率高 40 dB。
• 后向盲点雷达可经历来自前向 AEB 雷达高达 50 dB 超自身高目标回波的干扰。

尽管有这些预测，真实证据仍稀缺。“公共道路从未观测到雷达间干扰，”VSI Labs 的 Magney 说。“因长短程雷达混合我们怀疑暴露存在，但现场测试未显现。”

特斯拉近期宣布移除车辆雷达规避该品牌问题，但其他 OEM、Tier-1、供应商仍依赖雷达的耐候性和成本效益。

“雷达仍是最具成本效益 ADAS 传感器之一，渗透率未来几年将大幅增长，”Magney 强调。

>> 本文原发于姊妹站 EE Times。

相关内容：

• ADAS 专家探讨未来车辆传感器集成
• ADAS 车辆行人安全得分差
• 自动驾驶未来面临未解传感器问题
• 智能数据处理增强超视觉路况感知
• 60-GHz 雷达芯片支持汽车行业需求
• 汽车毫米波传感器实现更智能雷达

更多 Embedded 内容，请订阅 Embedded 每周电子邮件通讯。