原创 | 超视距安全冗余：相控阵雷达赋能L3+
鑫椤资讯 42 2025-05-23 09:07:40
相控阵雷达，全称为相位控制阵列雷达（Phased Array Radar），是一种通过控制阵列天线中各辐射单元的相位，来改变波束指向的先进雷达系统。
传统雷达就像是一个只能固定方向发射信号的手电筒，而相控阵雷达则像是一个拥有无数个小手电筒的 “超级手电筒”，每个小手电筒都可以独立控制方向和强度，从而实现对不同方向目标的快速探测和跟踪。 这种独特的工作方式，使得相控阵雷达在性能上相较于传统雷达有了质的飞跃。它能够在极短的时间内完成对目标的搜索、跟踪和识别，大大提高了雷达的反应速度和探测效率。同时，相控阵雷达还具备强大的多目标跟踪能力，可以同时对多个目标进行监测和处理，为作战指挥提供更加全面、准确的情报支持。
正是由于这些卓越的性能优势，相控阵雷达在军事和民用领域都得到了广泛的应用。在军事领域，它是现代战争中的 “千里眼”，为防空反导、机载和舰载预警等任务提供了关键的技术支持。
从军用领域延伸至车用的黑科技，不仅打破了传统雷达的性能瓶颈，更可能成为L3+自动驾驶规模化落地的关键推手。华为将相控阵雷达与激光雷达、视觉摄像头结合，形成多模态感知网络。相控阵雷达的作用是通过不同天线单元的相位调整，形成一个“高指向性、可转动”的波束。它能精确地锁定目标，比如追踪物体、扫描空间。这项技术在空中成像中的作用显而易见——它能实时感知用户的动作，甚至在不同的光线和环境下捕捉到细微的手势变化。华为公布的 “多频段相控阵雷达” 专利（CN116325342B）和 “一种雷达系统及车辆” 专利（申请号：N202111422772.0），为车载相控阵雷达的发展开辟了新的道路。
对于激光雷达而言，遇到雨雾天气，激光的反射就会严重衰减，导致检测距离急剧缩短。这就导致现在的自动驾驶技术在面对暴雨、大雾等天气的时候，要么保守降速，要么干脆退出主动驾驶。而这其中的核心原因，就是缺少一套可靠的全时段可用的冗余感知系统。而由于相控阵雷达的工作原理决定了它几乎不会受到降雨的影响，因此未来如果所有的车辆都安装了相控阵雷达，那么无论天气如何变化，自动驾驶都能保持稳定工作。相较于激光雷达，相控阵雷达在成本和全天候性能上更具优势，同时在雨雾天气中可靠性更高。
华为的相控阵雷达通过电子波束赋形技术，实现了三大革新：
1） 动态波束控制：由数千个微型天线单元组成的阵列，通过算法实时调整信号相位，实现毫秒级波束指向切换，响应速度提升10倍以上；
2）多频段融合：支持3.1-10.6GHz宽频段覆盖，可同时处理通信信号与雷达数据，避免信号干扰，在拥堵城市中仍能保持高精度感知；
3）环境自适应：结合AI算法，动态优化信号强度与频率分配。例如，雨雾天气自动增强穿透性频段，逆光场景抑制杂波干扰，显著提升复杂环境下的目标识别率。
虚拟阵列技术通过发射与接收天线的协同设计，减少物理天线数量，降低成本的同时提升分辨率。相控阵雷达具备穿透暴雨、浓雾的能力，性能衰减率较传统雷达低30%，解决了摄像头和激光雷达在极端天气下的失效问题。
华为相控阵雷达采用128个微型天线组成的电子扫描阵列，通过控制各单元电磁波的相位差，实现毫秒级波束转向，探测范围扩展至±120°，覆盖几乎无死角。这种电子扫描技术彻底摆脱了机械惯性的束缚，使雷达响应速度提升至0.1秒，远超人类驾驶员的0.3秒反应时间。
多频段智能切换技术是另一大创新。系统可在24GHz（短距高精度）和77GHz（长距广覆盖）频段间自动切换，例如在停车场环境使用24GHz实现厘米级精度，在高速公路切换至77GHz探测300米外目标。动态波束赋形技术通过协同128个辐射单元，实时追踪行人、车辆甚至小动物，误报率降低50%。抗干扰算法结合AI深度学习，在暴雨、沙尘等极端天气下仍能稳定识别目标，探测距离达300米，远超摄像头的200米和激光雷达的受天气影响范围。
在复杂路况下，华为相控阵雷达展现出卓越的预判能力。其搭载的鲲鹏处理器可同时追踪128个目标，通过分析加塞车辆的速度矢量和轨迹变化，提前0.2秒预判意图，使系统响应速度提升至0.1秒，有效避免"幽灵刹车"现象。夜间行车时，雷达可穿透黑暗环境，提前200米识别暗处障碍物，为自动驾驶系统争取关键决策时间。
自动泊车场景中，相控阵雷达结合华为空中成像技术，可生成精度达5厘米的3D车位地图，支持侧方位停车一次入位，误差较传统超声波雷达降低60%。在暴雨、浓雾等恶劣天气下，雷达穿透性优势显著，例如在能见度不足50米的暴雨中，系统仍能稳定识别150米外的锥筒，较激光雷达的失效距离延长3倍。
华为相控阵雷达的出现正在重塑车载传感器格局。与传统4D毫米波雷达相比，其分辨率提升30%，探测范围扩大近3倍，且抗干扰能力更强。这种技术突破推动自动驾驶向L4级迈进。搭载相控阵雷达的车辆在复杂路口通过率超过96%，紧急避险速度比人类快3倍。华为ADS智驾系统与相控阵雷达的深度融合，实现了"激光雷达+毫米波雷达+视觉+相控阵雷达"的四重感知冗余，决策准确率从92%提升至99.5%。这种多传感器融合方案不仅覆盖了传统方案的盲区，更通过数据交叉验证大幅降低误判风险。
车载相控阵雷达对自动驾驶决策与控制的精准度提升也起到了关键作用。它能够实时、准确地获取车辆周围目标的位置、速度、方向等信息，并将这些信息快速传输给车辆的自动驾驶系统。自动驾驶系统根据这些精确的信息，能够做出更加合理、准确的决策，如加速、减速、转向等，使车辆的行驶更加平稳、安全。多频段相控阵雷达专利通过技术创新和场景化应用，成为智能驾驶领域的重要技术支撑。
从军事领域的精确探测，到汽车行业的智能驾驶辅助，相控阵雷达不仅是硬件性能的突破，更是智能驾驶底层逻辑的重构。搭载相控阵雷达的车型将具备超越传统方案的感知能力，而依赖单一传感器的车型可能面临技术代差。车载相控阵雷达的应用，为智能驾驶带来了全方位的革新，极大地提升了车辆的环境感知能力和自动驾驶的安全性、可靠性；相控阵提供超视距的感知，碾压纯视觉方案是必然的。
研究报告：
● 《锂电池产业链周报》
● 《鑫椤前瞻-全球锂电池产业链内参月度报告》
● 《两轮车及低速车市场月度报告》
● 《全球锂电池及新能源汽车品牌数据报告》
● 《鑫椤资讯炭素周刊》
● 《中国炭素市场月度报告》
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