—24GHz短距微波雷达实现进口替代 铸就大湾区产学研用新典范
近日,西安电子科技大学广州研究院(以下简称“西电广研院”)陈睿教授团队,通过产学研用合作,成功实现了国产24GHz短距微波雷达模块在性能指标、批产量产、市场应用三个维度达到并部分超越了欧美日同类产品。为智能交通领域核心零部件的自主可控与成本优化填补了一枚高性能“中国芯”雷达模块。
随着智能交通的发展,欧美特别是日本高性能24GHz短距微波雷达近乎皇帝女儿,高昂的价格、数月的供货周期以及断断续续的限供,严重制约了中国智能交通感知行业的发展,成为行业痛点。
作为新中国雷达摇篮、唯一拥有雷达信号处理全国重点实验室的西安电子科技大学,在保障国防与重大工程的前提下,实现保军促民,正是西电落户大湾区-成立西电广研院的初衷。西电广研院责无旁贷的要解决这个行业痛点。
在了解这个行业痛点,并分析了欧美日雷达的优缺点后,陈睿教授充满自信地说:“我们会在一年内超越发达国家同类产品,达到国际先进水平!”2025年中旬,由广研院陈睿教授团队牵头,从技术攻关、生产及工艺、多场景应用三方面同时布局,与广州市丰海科技股份有限公司和深圳市赛诺杰科技有限公司形成三方产学研用联合攻关团队。
截至目前,项目取得阶段性重大进展:三方联合研发的24GHz短距微波雷达模块顺利通过严苛的雨水抗干扰及全功能验收,各项性能指标均优于发达国家同类产品,工艺稳定并实现批量生产,目前已正式进入海外批量试用阶段,这标志着我国自主研发的交通感知雷达技术成功打破国外垄断,迈出了国产雷达模块国际化应用的关键一步。
破局:打破高价进口局,闯出平价替代路
疫情期间及以后,在全球智慧交通领域,为规避接触式按键带来的卫生隐患,“非接触式”行人过街请求装置成为了海外市场的标配。交通信号控制设备主力出口厂商赛诺杰,在布局海外市场时,由于国内高性能短距微波雷达的空白及外商对中国器件低认可度,其产品内部的雷达模块,被外商指定要采用日本进口的XX型号。导致该系列雷达产品成为了皇帝女儿,娶也得娶,不娶也得娶,高昂的成本和断断续续得断供,严重制约了赛诺杰在海外市场的竞争力。
“我们迫切需要一款性能可靠、成本可控的国产雷达”,赛诺杰的一位项目负责人将目光投向了在无线通信感知领域拥有深厚技术积累的西电广研院陈睿教授团队,并联系到了在雷达量产方面经验丰富的丰海科技,三方一拍即合,一个由“高校技术攻关+核心器件生产+集成应用”组成的“铁三角”联盟就此成立。大家的目标极其明确但充满挑战:替代传统物理按钮,雷达检测距离5-20cm可调,且必须在户外恶劣天气(尤其是雨雪)下保持稳定、无误触,一场历时近一年的“雷达突围战”正式开启。
这并非简单的“换零件”,而是一场深度的技术重构。陈睿教授团队深知,要实现比日本进口件更低的成本,就必须在算法和硬件架构上进行颠覆性创新。借助AI赋能,研发团队从底层逻辑入手,摒弃了进口模块中昂贵且冗余的设计,利用国产芯片的高集成度优势,重新设计了雷达的射频前端与信号处理链路。通过实验测算,国产模块在探测精度和分辨率上优于日本进口产品,但成本却可以下降70%。批产结果,该产品价格仅为日本进口同类产品的1/4,通过批量试用,产品得到了欧洲、美洲、东南亚多个国家的初步认可,完全替代了日本同类产品。
攻坚: 风雨淬炼真功底,精工铸就硬品质
解决了“贵”的问题,陈睿教授团队紧接着向“难”发起挑战。作为项目采购方的赛诺杰为研发团队提供了至关重要的信息导航,海外他们开放了自己的智慧交通仿真平台,将陈睿团队提供的雷达原始数据模型导入其中,在虚拟环境中模拟海外不同国家和地区的各种复杂路况和气象条件,对雷达的探测性能进行反复验证。同时,赛诺杰的工程师与陈睿团队的研究生们并肩作战,在暴风雨中进行了一系列地狱级的模拟测试,共同攻克了雷达信号处理中的多项难题,在雨水核心算法上取得了重要突破。让国产雷达在暴风雨中也能‘看得清’!
针对原型模块在大雨天气下无法有效识别目标的问题,团队搭建人工降雨实验室,模拟小雨、中雨、大雨、暴雨等不同降雨强度,累计完成上千次实验室模拟测试、数百次户外恶劣环境试验,收集测试数据超10TB,通过系统算法成功滤除了水波干扰,实现“零误触发”。只要行人手掌平移靠近,雷达就能实现“零漏触”的精准响应。
针对雨水环境下信号衰减问题,团队研发了自适应功率动态调整技术,实时监测降雨强度与信号衰减程度,动态调节发射功率补偿信号损耗,最终将暴雨天气下的信号衰减控制在3dB以内,较传统雷达的抗衰减能力提高了5倍。
针对雨水、树叶晃动等杂波导致的虚警问题,团队创新提出FMCW雷达静态杂波抑制方法,通过提取回波信号的相位不稳定性指标,精准区分有效目标与干扰杂波,该算法可实时过滤95%以上的干扰信号。同时优化动态目标跟踪算法,可精准捕捉行人行走、停留、转身等微动特征,实现0.5-50米范围内行人的稳定跟踪,距离误差小于0.3米,速度误差小于0.5m/s,完全满足了智能行人过街场景的高精度感知需求。
不仅如此,在生产与工艺方面,丰海科技团队充分发挥了其在微电子、PCBA工艺等方面的优势和雷达批产的经验,将模块尺寸压缩至适配内部圆形外壳的极致尺寸,实现了5-20cm的精准距离可调。在100-120次/分钟的高频连续触发测试下,交互体验丝滑流畅,完全满足了客户对非接触触发的苛刻要求。
落地:远渡重洋甄实效,实景路况验真章
“实验室的极限温箱数据固然重要,但产品的最终考场在真实的户外街头。” 陈睿团队没有闭门造车,而是与客户赛诺杰达成了务实的共识。鉴于国产模块在核心交互、雨水抗干扰以及成本控制上已展现出压倒性优势,赛诺杰决定直接验收通过并进入转产阶段。
2026年4月17日,随着连接器、拨码位置及PCBA涂覆工艺的最终确认(V1.3版本),首批雷达模块正式投产。它们被装入整机,跨越重洋发往新加坡、葡萄牙、希腊、秘鲁等国家,接受海外真实气候和复杂街头环境的“真刀真枪”检验。
此次发往欧洲、南美、东南亚的雷达模组,完全替代之前的欧美日产品,被作为核心感知单元,集成到赛诺杰的“多模态感知融合路口信控系统”中,这套系统是赛诺杰近年来在智慧交通领域,针对海外国情、人文习惯的集成应用,在充分考虑到西方以人为本、隐私保护的基础上,实现了人、车、路、环的实时感知。通过感知,实时分析路口的交通流态势,预测未来几分钟内的车流变化,并动态调整信号灯的配时方案。例如,在行人友好方面,当系统检测到人行道上慢行老人和残障行人时,会实时计算并延长人行信号灯的放行时间;在主干道车流量激增时,会自动延长绿灯时间;当发现救护车或消防车接近时,会提前为其规划并开辟一条“绿色通道”。这套系统实现了从“车看灯”到“灯看车、灯看人”的革命性转变,极大地提升了路口的通行效率和行人安全。
共赢:校企协同兴科创,湾区聚力铸标杆
随着首批国产高性能短距微波雷达在海外的实地测试应用,赛诺杰的全球化版图也迎来了新的里程碑,西电广研院与丰海科技的研发团队也正密切关注样机的海外试用动态。未来,三方将根据海外传回的真实路测数据,进一步优化射频电路与温漂补偿算法。在不久的将来,这颗拥有完全自主知识产权的“中国雷达芯”,将完美取代昂贵的进口件,点亮全球更多的智慧街头。
从实验室的理论突破,到丰海科技的工程化量产,再到赛诺杰的全球场景应用,一条由“高校+核心器件商+系统集成商”组成的智慧交通全产业链创新链条正在大湾区加速形成。
西电广研院的陈睿教授说,“对企业而言,大大降低了研发成本和人才试错成本,快速提升了技术水平和市场竞争力。对学校而言,学生通过项目实践,人才培养质量得到了提高,就业也更顺畅。”
这种共赢的模式,正是西电广研院“市场科研”理念的生动实践。在这里,科研的终点不再是论文,而是能够转化为生产力的商品。企业出题,高校答题,研究生们在教授的带领下来到企业驻点实践,将论文写在生产线上,也在全球舞台上书写着中国智造的新篇章。(西安电子科技大学广州研究院 )
审核:王峰 郭江涛 石贵明
校对:小强
