雷达技术增添汽车「视觉」生命力

前言：

自汽车发明问世，每年在全球道路上因汽车意外已造成上千万人受伤，严重的是丧失宝贵生命，全球各地的政府、机构、学术单位无不尽心研发主动性预防意外科技，目标就是希望通过创新的车用电子技术，降低车祸事故发生机率。

车辆雷达侦测系统的主要工作，就是必须在能见度降低时，协助驾驶者辨识前、后方，甚至是左右两侧，约20～200公尺周边行车状况，用以雷达技术建立的驾驶辅助系统，辨识的道路其它汽车与障碍物，降低道路事故风险。

谈到车辆雷达侦测基本原理，就像镜子反射一样，利用搭载于车辆上的雷达系统送出射频电磁波，一旦前方有车辆或其它障碍物时，射频电磁波便会被反射回来，再经由雷达芯片接收这些反射讯号，经由计算便可获得障碍物与行车间的距离，若驾驶者没有在第一时间做出反应措施（如转向或煞车动作），雷达系统便会发出警示声响告知驾驶注意路况，甚至主动介入操控适时减速反应；若不幸发生碰撞时，系统也会传递紧急讯息至头枕、安全带、煞车系统及安全气囊等主/被动安全机制，协助舒缓冲击时所造成的伤害。



△图说：当前后车辆之间车距太近时，汽车雷达侦测控制系统便会发生警示声响提醒驾驶者，或者自动降低引擎动能，例如：降低转速或者启动煞车，确保行车安全。（www.Honda.com）

雷达系统也会有盲点

目前来说，运用在汽车上的微波雷达所使用的频率，主要是以23到24、60到61、76至77GHz等几个频段，其波长归属于毫米级，一般又称之为毫米波雷达。不过，由于车用雷达是应用在上述的这些特殊频段上，而微波辐射能量若散发在大气中容易产生较大的衰减性，使得雷达讯号传递限制只能在较短范围内，若应用在中、长距离范围时，雷达侦测准确性易产生较大误差。

其次，由于汽车属于移动快速物体，若驾驶者将汽车行驶在复杂环境中，如：转弯、转换路线、上下坡，甚至是架设于道路两旁的标志物、路树，以及各式各样的恶劣环境天候等，使得雷达对主要侦测的目标物辨识率降低，容易增加误报率。

最后，就是成本问题；一般来说，在生产制造车用雷达过程中，所使用的化合物半导体材料是以砷化镓(GaAs)为主，虽然近年来的市场价格略有下降，但就整体成本来看，目前汽车雷达系统市场，售价仍超过2,000美元，零件单价居高不下，对商业应用端来说，还是过于昂贵。若要让雷达侦测系统普及应用在大多数的汽车中，前述问题还需要一一克服。



视觉是未来汽车的新趋势

利用雷达芯片是可以改变现况的，未来的雷达芯片设计必须让汽车在多变的移动环境中，如：浓雾、大雨及大雪纷飞的天气环境下还具备有「视觉」效果。这是许多关注车辆安全专家所一致认同的，预期在 2010年后，汽车厂商便会将中、长程的雷达侦测系统，将大幅进入中、高阶汽车市场中。

在新材料与新工艺工艺方面，目前部份半导体厂商采用新式的硅锗 (SiGe)工艺技术CMOS材料，应用在生产毫米波雷达侦测系统核心技术─射频芯片上，除大幅压低20％车用雷达射频模块系统制作成本外，也将雷达侦测模块尺寸缩小25％，不但价格更为低廉、且性能较以往设计更高，使车用雷达普及化过程中，变得更为容易。

另外，单晶微波集成电路(MMIC)技术也是改变的重点，应用在车辆雷达侦测系统技术上，主要能够让讯号的收发模块，所使用的主动与被动组件都能整合在同一块基板上，并达到实用化阶段，一方面可提升收发模块的技术性能，提升产品的一致性，不论是缩小尺寸或是重量要求，都可符合汽车产业需求；这对汽车厂或车用雷达厂商，甚至汽车驾驶者来说，都是可喜的好消息。



汽车安全科技不能只是少数人独享

将雷达系统应用汽车上，因为雷达系统本身的成本需要考虑，所以在初期仅适用于少数高阶汽车上。但是汽车安全的定义绝非如此，真正的汽车安全，还是要让车用雷达的先进汽车安全控制系统普及到一般的汽车中，市场才前景可言。虽然部份驾驶者会认为，车用雷达顶多只是多了一项「提醒」、「预警」潜在行车危险的道具，但大部分汽车工程师却持不同想法，认为若能妥善应用车用雷达系统，应该会是让行车更感安全的科技设备。

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