毫米波雷達的標定方法

毫米波雷達是指工作波長介於 1-10mm 的電磁波雷達。但結合工程套用習慣，本報告將工作於 24GHz，77GHz，79GHz，95GHz 等頻段的微波雷達都統稱為毫米波雷達。毫米波雷達具有頻段寬，容易實現窄波束，解析度高，不易受干擾等特點。毫米波雷達是測量被測物體相對距離、相對速度、相對方位的高精度感測器，早期被套用于軍事領域，隨著雷達技術的發展與進步，毫米波雷達感測器開始套用於汽車電子、無人機、智慧型交通等多個領域。

基本介紹

• 中文名：毫米波雷達的標定方法
• 類型：工作波長介於 1-10mm 的電磁波雷達

技術原理

毫米波雷達防碰撞的基本原理是利用天線發射電磁波後，對前方或後方障礙物反射的回波進行不斷檢測，並通過雷達信號處理器進行綜合分析，計算出與前方或後方障礙物的相對速度、距離和角度，並生成警告信息傳遞給汽車控制電路，由汽車控制電路控制汽車變速器和制動器作出應對動作，從而避免發生碰撞。毫米波雷達測速有兩種方式，一個基於都卜勒原理：當發射的電磁波和被探測目標有相對移動、回波的頻率會和發射波的頻率不同，通過檢測這個頻率差可以測得目標相對於雷達的移動速度。但是這種方法無法探測切向速度，第二種方法就是通過跟蹤位置，進行微分得到速度。毫米波雷達具有探測性能穩定、作用距離較長、環境適用性好等特點。與超音波雷達相比，毫米波雷達具有體積小、質量輕和空間解析度高的特點。與紅外、雷射、攝像頭等光學感測器相比，毫米波雷達穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候全天時的特點。

感測器優缺點

感測器優缺點

感測器類型	優點	缺點
超音波	成本低，近距離探測解析度低	都卜勒效應明顯，距離近，無法識別角度，波速發散大，可靠性差
攝像頭	可識別車道線、限速標誌等信息，水平解析度高	受霧霾、雨雪天氣影響大
雷射雷達	可識別物體輪廓、水平解析度高、信息量大	難以識別車道線；受霧霾、雨雪天氣影響大；光學器件容易被灰塵污染；遠處物體測距、測速不精確；對物體的識別依賴於資料庫內的物體特徵
毫米波雷達	測量遠處物體的速度和位置精度高；可穿透霧霾和雨雪天氣；高可靠性耐灰塵	難以識別車道線等信息，角度解析度低。容易受路面物體干擾

發展史

毫米波雷達的研製早在二戰結束前後也就是在 20 世紀 40 年代這個時間段就已經開始了，到了 20 世紀 50 年代就已在毫米波器件研製及毫米波傳播損耗，水蒸汽與氧氣等吸收譜等方面均已取得相當成就，並已成功研製出機場交通管制和船用導航用的毫米波雷達，可惜的是功率效率低、傳輸損失大使其發展受到限制。其實毫米波雷達在當時沒有能夠持續發展主要還是受當時電子技術發展水平的約束。毫米波雷達最早套用於車載領域是在 20 世紀 60 年代，美國交通部 NHTSA 對毫米波雷達和制動系統做的組合系統研究。從這個時候開始車載毫米波雷達發展歷史按照時間線可以大致分為三個時期：從 20 世紀 60 年代至 70 年代末，以德國、美國和日本等已開發國家為代表開始研製能為駕駛員傳達事故警示的裝置，即最早的汽車防撞雷達概念。此時，各個國家對該系統的性能要求和相關數據沒有統一客觀的標準，再加上在這個時期積體電路技術剛剛起步，微波理論水平低，因此產品集成度水平和系統性能較低，硬體體積大且成本高，這也使得車載毫米波雷達在這個時期幾乎沒有太大的發展；從 20 世紀 80 年代中期開始，由於積體電路技術的廣泛套用和迅猛發展，毫米波雷達系統的集成度和性能有了大幅度的提升，降低了其造價成本且使其體積變小，這就使得毫米波雷達更加能夠套用於車載領域，與此同時世界各國都在這個時候相繼啟動智慧型交通系統計畫（ITS），為車載毫米波雷達在汽車防撞系統的套用提供了不竭的動力源泉，比如由德國的賓士汽車公司發起的“普羅米修斯”計畫得到了在歐洲各國汽車公司和相關的研究所的積極回響，從而推動了汽車雷達防撞系統的研究工作；90 年代中期以來，國際上的相關機構開始了對新型汽車防撞雷達系統的研究，這種新型的雷達防撞系統套用於汽車自主智慧型巡航控制系統中，同時單片微波積體電路（MMIC）技術、天線等硬體技術和信號處理的發展進一步降低了車載毫米波雷達的成本，提高了其可靠性，以及極大的減小了其體積。