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汽車FPC從構(gòu)造和原理解析汽車毫米波雷達(dá)優(yōu)勢(shì)

文章來(lái)源：射頻百花潭作者：鄧靈芝查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：6751發(fā)布日期：2017-07-27 03:10【大中小】

汽車FPC介紹的雷達(dá)的三個(gè)發(fā)展角色：雷達(dá)從戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器轉(zhuǎn)職交通行業(yè)的初期伴隨著無(wú)數(shù)車主的血淚——雷達(dá)測(cè)速。而現(xiàn)在雷達(dá)成為了車主擺脫油門的助手——自適應(yīng)巡航的主傳感器，以及并線的保護(hù)神——盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)和并線輔助用傳感器，還偶爾扮演避免追尾事故的最后一道防線——自動(dòng)緊急制動(dòng)用傳感器。

構(gòu)造和原理

目前車載雷達(dá)的頻率主要分為24GHz頻段和77GHz頻段，其中77GHz頻段代表著未來(lái)的趨勢(shì)：這是國(guó)際電信聯(lián)盟專門劃分給車用雷達(dá)的頻段。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)77GHz的雷達(dá)才屬于毫米波雷達(dá)，但是實(shí)際上24GHz的雷達(dá)也被稱為毫米波雷達(dá)。

在工程實(shí)踐中，雷達(dá)天線具體實(shí)現(xiàn)的方法有很多種。目前車載雷達(dá)中比較常見(jiàn)的是平面天線陣列雷達(dá)，因?yàn)橄啾绕渌麑?shí)現(xiàn)方式，平面雷達(dá)沒(méi)有旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件，從而能保證更小的體積和更低的成本。下面以目前常見(jiàn)的平板天線雷達(dá)為例，介紹車載雷達(dá)的構(gòu)造和原理。

先對(duì)車載雷達(dá)有個(gè)直觀地認(rèn)識(shí)：

炸開(kāi)看看：

其中這一片就是天線陣列，如下圖所示：

其中從上至下分別是10條發(fā)射天線TX1，然后是2條發(fā)射天線TX2，最后是4條接收天線RX1至RX4。

兩組發(fā)射天線分別負(fù)責(zé)探測(cè)近處和遠(yuǎn)處的目標(biāo)，其覆蓋范圍如下圖所示：

這里因?yàn)榻幍囊暯牵‵OV）比較大，大概有90度，所以需要更多天線，而遠(yuǎn)處的視角小，大概只有20度，所以兩根天線就夠了。

雷達(dá)裝在車上的樣子如下圖所示：

雷達(dá)通過(guò)天線發(fā)射和接收電磁波，所發(fā)射的電磁波并非各向均勻的球面波，而是以具有指向性的波束的形式發(fā)出，且在各個(gè)方向上具有不同的強(qiáng)度，如下圖所示：

雷達(dá)主要測(cè)量目標(biāo)的三個(gè)參數(shù)：位置、速度和方位角。下面簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)這三個(gè)參數(shù)的測(cè)量原理。

位置和速度

這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量原理在小學(xué)科普課本里就講了：雷達(dá)波由發(fā)射天線發(fā)出、被目標(biāo)反射后，由接收天線接收雷達(dá)回波。通過(guò)計(jì)算雷達(dá)波的飛行時(shí)間，乘以光速再除以2就可以得到雷達(dá)和目標(biāo)之間的距離。

而根據(jù)多普勒效應(yīng)，通過(guò)計(jì)算返回接收天線的雷達(dá)波的頻率變化就可以得到目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是相對(duì)速度正比于頻率變化量。當(dāng)目標(biāo)和自車接近時(shí)，回波的頻率相比發(fā)射頻率有所升高，反之則頻率降低。

實(shí)現(xiàn)位置和速度的測(cè)量的具體方法根據(jù)雷達(dá)采用的調(diào)制方式的不同而有所不同。雷達(dá)的調(diào)制簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是為了實(shí)現(xiàn)雷達(dá)回波的識(shí)別和飛行時(shí)間的測(cè)量，需要在雷達(dá)發(fā)射的電磁波上加入標(biāo)記和時(shí)間參考。在車載雷達(dá)中主要使用幅值調(diào)制和頻率調(diào)制兩種方式。

方位角

通過(guò)并列的接收天線收到同一目標(biāo)反射的雷達(dá)波的相位差計(jì)算得到目標(biāo)的方位角。原理如下圖所示：