如玩斗三公

隨著高級駕駛輔助系統（AdvancedDriverAssistanceSystems,ADAS）在近些年的飛速發展，毫米波雷達在新車的裝配率日益增加。試想未來行駛在大街小巷的車輛都配備了毫米波雷達之后，雷達間的互相干擾將會成為一個越來越不容忽視的問題。

針對多雷達之間互相干擾的問題，加特蘭的Alps雷達SoC給用戶提供了有效的解決方案。在進一步展開前，讓我們看一下常見的雷達間的信號干擾是怎樣的：圖1是一個典型的FMCW雷達信號被干擾的示例。假如雷達在工作時接收到周圍其他雷達發出的chirp信號，且該干擾信號頻率和當前雷達的工作頻率相近，則干擾源將進入到雷達有效中頻帶寬（IFbandwidth）內。圖2顯示了干擾信號進入雷達有效中頻帶寬后情形，可見此時干擾信號對有效信號波形產生了很大的影響，容易導致有用目標信號無法被檢出，或者產生虛假目標點。

圖1

圖2

為了解決上述的干擾問題，Alps芯片中的baseband加速器集成了多種抗干擾功能，包括frequencyhopping模式、chirpshifting模式、phasescrambling模式以及interferencemitigation功能。

01Frequencyhopping模式

該模式通過隨機數生成器—異或鏈來隨機改變frame中不同chirp的起始發射頻率。

frequencyhopping模式下的信號如下圖3所示：

當異或鏈狀態為0時，不改變chirp的起始頻率，當異或鏈狀態為1時改變chirp的起始頻率；

當環境中存在同樣掃頻帶寬的干擾信號時，通過這樣的隨機改變chirp的起始頻率，其與干擾信號混頻產生的中頻信號將會在Alps的模擬帶寬之外。

該中頻信號將被濾波器過濾，故整個frame接收到的干擾信號能量將降低約一半（假設改變頻率的chirp數量和不改變頻率的chirp數量相同）。

而對于進入帶內的干擾信號，由于其在chirp間出現的頻率為隨機數，其能量將會被分攤到整個2D-FFT的頻譜內，因此不會聚集而產生假目標干擾。

圖3

02Chirpshifting模式

與frequencyhopping模式類似，該模式通過隨機數生成器—異或鏈來隨機改變frame中不同chirp的起始時間點。

當異或鏈狀態是1時，改變chirp的起始時間點，當狀態是0時，不改變chirp的起始時間點。

當環境中存在與雷達頻率相近的干擾源時，通過隨機改變chirp的起始時間點，其與干擾信號混頻產生的中頻信號也將會在Alps的模擬帶寬之外，從而達到和frequencyhopping模式類似的效果。

圖4

03Phasescrambling模式

該模式下，Alps通過隨機數生成器隨機改變frame中不同chirp的起始相位，如圖5所示。當干擾信號出現時，由于相位被隨機進行調制，其能量將會被分攤到整個2D-FFT的頻譜內，因此不會聚集而產生假目標干擾。

圖5

在以上三種模式下，Alps都需要對不同狀態的chirp做相位補償，從而減小chirp調制產生的相位誤差。若補償不當，則容易引起2D-FFT頻譜中出現沿速度維的假目標。Alps獨有的Baseband加速器將會自動對前兩種抗干擾模式做補償，而對于phasescrambling模式，用戶可以在雷達標定環節對180度相位做更精準的補償，從而獲得三種模式中最優的效果，即不產生速度維spur（目前AlpsSDK中已經集成了標定指令，非常易于用戶在標定環節中調用）。

04Interferencemitigation模式

除了前面的三種抗干擾方式以外，Alps的baseband加速器還集成了一種干擾移除的算法。當雷達收集到時域信號波形后，會對信號的幅值變化率進行判斷。如圖6所示，若發現了信號中存在幅值變化率異常的采樣點，則會將這些信號識別為干擾。在該情況下，Alps將會對這些信號做移除處理，從而降低2D-FFT的噪底。