毫米波雷達測距的優勢

精度高抗干擾

同微波導引頭相比,毫米波導引頭具有體積小、質量輕和空間分辨率高的特點。在天線口徑相同的情況下,毫米波雷達有更窄的波束(一般為毫弧度量級),可提高雷達的角分辨能力和測角精度,并且有利于抗電子干擾、雜波干擾和多徑反射干擾等。

全天候全天時

與紅外、視頻、激光等光學導引頭相比,毫米波導引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強,具有全天候全天時的特點。

高分辨多目標

由于工作頻率高,可能得到大的信號帶寬(如吉赫量級)和多普勒頻移,有利于提高距離和速度的測量精度和分辨能力并能分析目標細節特征。同時毫米波雷達能分辨識別很小的目標,并且能同時識別多個目標,因此具有很強的空間分辨和成像能力。

敏感高誤報低

系統敏感性高,錯誤誤報率低,不易受外界電磁噪聲的干擾。

高頻率低功率

具有更高的發射頻率,更低的發射功率。

可測速可測距

采用FMCW調頻連續波,能同時測出多個目標的距離和速度,并可對目標連續跟蹤,甚至到靜止目標也可保持跟蹤不丟失。

距離遠實時性高

測量距離遠,達到雙向12車道200米遠,同時38Hz 26ms的檢測頻率具有極強的實時性。

毫米波雷達的工作原理

以車載毫米波雷達為例,雷達通過天線向外發射毫米波,接收目標反射信號,經后方處理后快速準確地獲取汽車車身周圍的物理環境信息(如汽車與其他物體之間的相對距離、相對速度、角度、運動方向等),然后根據所探知的物體信息進行目標追蹤和識別分類,進而結合車身動態信息進行數據融合,最終通過中央處理單元(ECU)進行智能處理。經合理決策后,以聲、光及觸覺等多種方式告知或警告駕駛員,或及時對汽車做出主動干預,從而保證駕駛過程的安全性和舒適性,減少事故發生幾率。

在汽車主動安全領域,汽車毫米波雷達傳感器是核心部件之一,其中77GHZ毫米波雷達是智能汽車上必不可少的關鍵部件,是能夠在全天候場景下快速感知0-200米范圍內周邊環境物體距離、速度、方位角等信息的傳感器件。

位置

毫米波雷達通過發射天線發出相應波段的有指向性的毫米波,當毫米波遇到障礙目標后反射回來,通過接收天線接收反射回來的毫米波。根據毫米波的波段,通過公式計算毫米波在途中飛行的時間,再結合前車行駛速度和本車的行駛速度因素,就可以知道毫米波雷達(本車)和目標之間的相對距離了,同時也就知道目標的位置。

速度

此外,根據多普勒效應,毫米波雷達的頻率變化、本車及跟蹤目標的相對速度是緊密相關的,根據反射回來的毫米波頻率的變化,可以得知前方實時跟蹤的障礙物目標和本車相比的相對運動速度。因此,表現出來就是,傳感器發出安全距離報警時,若本車繼續加速、或前監測目標減速、或前監測目標靜止的情況下,毫米波反射回波的頻率將會越來越高,反之則頻率越來越低。

方位角

關于被監測目標的方位角測量問題,毫米雷達的探測原理是:通過毫米波雷達的發射天線發射出毫米波后,遇到被監測物體,反射回來,通過毫米波雷達并列的接收天線,通過收到同一監測目標反射回來的毫米波的相位差,就可以計算出被監測目標的方位角了。原理圖如下:

方位角αAZ是通過毫米波雷達接收天線RX1和接收天線RX2之間的幾何距離d,以及兩根毫米波雷達天線所收到反射回波的相位差b,然后通過三角函數計算得到方位角αAZ的值,這樣就可以知道被監測目標的方位角了。

位置、速度和方位角監測是毫米波雷達擅長之處,再結合毫米波雷達較強的抗干擾能力,可以全天候全天時穩定工作,因此毫米波雷達被選為汽車核心傳感技術。

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