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Array|汽车里的毫米波雷达你知多少？( 二 )


Array|汽车里的毫米波雷达你知多少？
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毫米波雷达如何工作
把雷达与毫米波融合 ， 就形成了一个神通广大的器件——毫米波雷达 。
所谓的毫米波雷达 ， 就是指工作频段在毫米波频段的雷达 ， 测距原理跟一般雷达一样 ， 把无线电波(雷达波)发出去 ， 然后接收回波 ， 根据收发之间的时间差测得目标的位置数据 。
它和大多数微波雷达一样 ， 有波束的概念 ， 发射出去的电磁波是一个锥状的波束 ， 而不像激光是一条线 。这是因为这个波段的天线 ， 主要以电磁辐射 ， 而不是光粒子发射为主要方法 。这一点 ， 雷达和超声是一样 ， 这个波束的方式 ， 导致它优缺点 。
优点：可靠 ， 因为反射面大；
缺点：分辨力不高 。
毫米波雷达三大用处：对目标进行测距、测速以及方位测量 。
测距：（TOF）通过给目标连续发送光脉冲 ， 然后用传感器接收从物体返回的光 ， 通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离 。
测速：根据多普勒效应 ， 通过计算返回接收天线的雷达波的频率变化就可以得到目标相对于雷达的运动速度 ， 简单地说就是相对速度正比于频率变化量 。
测方位角：通过并列的接收天线收到同一目标反射的雷达波的相位差计算得到目标的方位角；
神奇的多普勒原理
毫米波雷达测速和普通雷达一样 ， 都是基于多普勒效应(Dopler Effect)原理 。当声音 ， 光和无线电波等振动源与观测者以相对速度相对运动时 ， 观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同 。当发射的电磁波和被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同 。
当目标向雷达天线靠近时 ， 反射信号频率将高于发射机频率；反之 ， 当目标远离天线而去时 ， 反射信号频率将低于发射机频率 。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移 ， 它与相对速度成正比 ， 与振动频率成反比 。
所以 ， 通过检测这个频率差 ， 可以测得目标相对于雷达的移动速度 ， 也就是目标与雷达的相对速度 。根据发射脉冲和接收的时间差 ， 可以测出目标的距离 。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线 ， 滤除干扰杂波的谱线 ， 可使雷达从强杂波中分辨出目标信号 。所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强 ， 能探测出隐蔽在背景中的活动目标 。
优势在哪儿
以前人们常说的超声波雷达、红外雷达 ， 甚至是如今的激光雷达都是通过对回波的检测 ， 与发射信号相比较 ， 得到脉冲或相位的差值 ， 从而计算出发射与接收信号的时间差 。再分别对应于超声波、红外线、激光在空气中的传播速度 ， 计算出与障碍物的距离与相对速度 。毫米波雷达与光学和红外线雷达相比不受目标物体形状颜色的干扰 ， 与超声波相比不受大气紊流的影响 ， 因而具有稳定的探测性能；环境适应性好 。受天气和外界环境的变化的影响小 ， 雨雪 ， 灰尘 ， 阳光都对其没有干扰；多普勒频移大 ， 测量相对速度的精度提高 。
总结一下它的特性：
1、频带极宽 ， 在目前所利用的35G、94G这两个大气窗口中可利用带宽分别为16G和23G ， 适用与各种宽带信号处理;
2、可以在小的天线孔径下得到窄波束 ， 方向性好 ， 有极高的空间分辨力 ， 跟踪精度高;
3、有较高的多普勒带宽 ， 多普勒效应明显 ， 具有良好的多普勒分辨力 ， 测速精度较高;
4、地面杂波和多径效应影响小 ， 跟踪性能好;
5、毫米波散射特性对目标形状的细节敏感 ， 因而 ， 可提高多目标分辨和对目标识别的能力与成像质量;
6、由于毫米波雷达以窄波束发射 ， 具有低被截获性能 ， 抗电子干扰性能好;
7、毫米波雷达具有一定的反隐身功能 。


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