【意法半导体(ST)】24GHz雷达解决方案

一、核心功能与架构

24 GHz 车载雷达系统通过射频前端、控制单元、电源管理与车载通信的协同，实现车辆周围环境的实时感知（系统架构见文末示意图）：

· 环境感知与目标检测：24 GHz 雷达通过发射与接收微波信号，感知车辆周围环境，检测相邻车道车辆、后方横向来车及近距离障碍物，为 ADAS 功能提供目标距离、速度与方位信息。

· 多 ADAS 功能支持：支持盲点检测（BSD）、变道辅助（Lane Change Assist）、泊车辅助（Parking Assist）、后方横向交通警报（Rear Cross Traffic Alert）、碰撞缓解制动（Collision Mitigation Braking）等功能，并简化 AEB 与 ACC 系统的实现。

· 射频前端：以 24 GHz 雷达收发器（STRADA431）为核心，集成发射器与接收器，配合发射滤波器（Tx filter）、接收滤波器（Rx filter）与收发天线，实现微波信号的发射、接收与滤波处理。

· 系统控制：微控制器（MCU）负责雷达信号处理、目标识别与功能决策；安全元件（Secure Elements）保障功能安全与数据完整性。

· 电源管理：12V 车载电源经保护与信号调理电路、电压调节器（L5965）为收发器、MCU 与各子系统提供稳定、灵活、可配置的多路供电，支持 ASIL 功能安全要求。

· 车载通信：通过 CAN 总线与整车网络通信，集成 CAN 收发器与 CAN 数据线保护器件，保障雷达数据与控制指令的实时可靠传输。

二、核心物料推荐与优势

1. STRADA431 24 GHz 收发器 MMIC（射频核心）

• 核心参数：单芯片 24 GHz 收发器 MMIC，覆盖 24~24.25 GHz ISM 频段；集成 1 个发射器与 3 个接收器；内置 LDO 调压器，支持 3.3V 单电源供电；可编程转换增益高达 60 dB；IF 可变增益与可切换带通滤波器；轨到轨单端 IF 输出；可编程 VCO 驱动输出（750 MHz / 1.5 MHz / 23 kHz）；片上功率与温度传感器；4 线 SPI 接口完全配置；VFQFPN 6×6 封装；工作温度 -40°C~125°C；AEC-Q100 车规认证。
• 推荐型号：STRADA431。
• 方案价值：专为 ADAS 设计的高集成 24 GHz 收发器，1 发 3 收架构支持多目标检测与角度分辨；内置调压器简化系统电源设计，SPI 接口实现灵活配置；高可编程增益与片上传感器提升雷达性能与可诊断性，是 24 GHz 车载雷达的射频核心。

2. L5965 多重电源管理 IC（电源核心）

• 核心参数：专为汽车视觉和雷达系统设计的多重电压调节器；集成 2 路电池兼容 Buck 预稳压器（其中 1 路为控制器型）、2 路内置补偿 Buck 后稳压器、1 路 Boost、1 路 LDO 及 1 路精密电压基准源；除 Buck 预稳外所有稳压器均内置功率管；灵活可配置的电源方案；支持符合汽车安全完整性等级（ASIL）要求的应用。
• 推荐型号：L5965。
• 方案价值：意法半导体在 ADAS 电源管理领域的首选器件，单芯片集成多路 Buck/Boost/LDO/ 基准源，大幅减少外围器件、简化电源树设计；灵活可配置的电源时序与输出电压适配雷达系统各子系统需求；ASIL 支持满足功能安全要求，是 24 GHz 雷达系统的电源核心。

3. 微控制器 MCU（系统控制与信号处理）

• 核心参数：32 位车规级微控制器，基于 Arm Cortex-M / Power Architecture 内核，集成丰富外设（SPI、CAN、ADC、定时器等），支持雷达信号处理、目标识别与功能决策，满足 AEC-Q100 与 ASIL 功能安全要求。
• 推荐型号：SPC560P / SPC58 系列（车规 Power Architecture MCU）、STM32G4 / STM32H7（高性能 Cortex-M，适用于信号处理）。
• 方案价值：为雷达系统提供实时信号处理与控制能力，通过 SPI 接口配置 STRADA431 收发器，通过 CAN 接口与整车通信；车规级可靠性与功能安全支持保障 ADAS 系统的稳定运行。

4. 安全元件 Secure Elements（功能安全与数据保护）

• 核心参数：车规级安全元件，支持硬件加密、安全启动、身份认证与数据完整性校验，防止未经授权访问与数据篡改，满足 ADAS 功能安全与网络安全要求。
• 推荐型号：STSAFE 系列安全元件。
• 方案价值：保障雷达固件的安全启动与配置数据的完整性，防止恶意篡改；支持 ADAS 系统的功能安全与网络安全合规，是车载雷达系统的安全保障。

5. CAN 收发器与数据线保护（车载通信）

• 核心参数：车规级 CAN 收发器，支持 CAN / CAN FD 协议，配合 CAN 数据线保护器件，实现雷达控制单元与整车 CAN 总线的高速可靠通信，具备 ESD 与过压保护能力。
• 推荐型号：L9616（CAN 收发器）、ESDCAN 系列（CAN 数据线保护）。
• 方案价值：保障雷达目标数据与控制指令在整车网络中的实时可靠传输；数据线保护器件防止静电与过压损坏通信接口，提升系统在复杂车载电磁环境下的可靠性。

6. 射频滤波器与天线（RF 前端配套）

• 核心参数：24 GHz 发射滤波器（Tx filter）与接收滤波器（Rx filter），配合收发天线，实现微波信号的滤波与辐射 / 接收，保障雷达射频前端的信号质量与抗干扰能力。
• 方案说明：滤波器与天线为射频前端配套器件，需根据雷达系统的频段、带宽与天线方向图要求选型；STRADA431 收发器的轨到轨 IF 输出与可编程增益可灵活适配不同滤波器与天线方案。
• 方案价值：滤波器抑制带外干扰与镜像频率，天线决定雷达的覆盖范围与角度分辨能力，二者共同保障 24 GHz 雷达的检测性能与环境适应性。