僅需10S帶您了解毫米波雷達(dá)傳感器原理應(yīng)用，所謂毫米波是無(wú)線電波的一部分。我們稱波長(zhǎng)為1~10毫米的電磁波為毫米波。它位于微波和遠(yuǎn)紅外波的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，因此具有兩種波譜特性。毫米波的理論和技術(shù)是微波向高頻的延伸和光波向低頻的發(fā)展。
所謂毫米波雷達(dá)傳感器，是指工作頻段在毫米波頻段的雷達(dá)，測(cè)距原理與普通雷達(dá)相同，即發(fā)送無(wú)線波（雷達(dá)波），然后接收回波，根據(jù)收發(fā)之間的時(shí)差測(cè)量目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，毫米波雷達(dá)是無(wú)線電波頻率為毫米波頻段。
由于毫米波的波長(zhǎng)介于厘米波和光波之間，因此毫米波具有微波制導(dǎo)和光電制導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。與厘米波導(dǎo)頭相比，毫米波導(dǎo)頭體積小、質(zhì)量輕、空間分辨率高的特點(diǎn)。與激光紅外與電視等光學(xué)導(dǎo)頭相比，毫米波導(dǎo)頭穿透霧、煙、粉塵能力強(qiáng)，具有全天候的特點(diǎn)，此外毫米波導(dǎo)引頭的抗干擾性能也很強(qiáng)。毫米波雷達(dá)是測(cè)量被測(cè)物體的相對(duì)距離.現(xiàn)對(duì)速度.隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，毫米波雷達(dá)傳感器開(kāi)始應(yīng)用于汽車電子電子產(chǎn)品中、無(wú)人機(jī)、智能交通等領(lǐng)域。
一、毫米波雷達(dá)的特性
1.頻帶極寬，目前使用的24G、77G這兩個(gè)大氣窗口的可用帶寬大于10G，適用于各種寬帶信號(hào)處理；
2.可在小天線孔徑下獲得窄波束，方向性好，空間分辨率高，跟蹤精度高；
3.多普勒帶寬高，多普勒效應(yīng)明顯，多普勒分辨率好，測(cè)速精度高；
4.地面雜波和多徑效應(yīng)影響小，跟蹤性能好；
5.毫米波散射特性對(duì)目標(biāo)形狀的細(xì)節(jié)敏感，可以提高多目標(biāo)識(shí)別和目標(biāo)識(shí)別的能力和成像質(zhì)量；
6.由于毫米波雷達(dá)傳感器以窄波束發(fā)射，截獲性能低，抗電子干擾性能好；
7.毫米波有穿透煙.灰塵和霧的能力天候工作。
二、毫米波雷達(dá)傳感器測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)
1.高精度抗干擾
與微波相比，毫米波體積小、質(zhì)量輕，空間分辨率高。當(dāng)天線直徑相同時(shí)，毫米波雷達(dá)具有較窄的波束（一般為毫弧度級(jí)），可提高雷達(dá)的角分辨率和角測(cè)量精度，有利于抗電子干擾、雜波干擾和多徑反射干擾。
2.全天候全天候
與紅外、激光等光學(xué)相比，毫米波導(dǎo)頭穿透霧、煙、粉塵能力強(qiáng)，具有全天候的特點(diǎn)。
3.高分辨率多目標(biāo)
由于工作頻率高，可獲得大信號(hào)帶寬（如吉赫量級(jí)）和多普勒頻移，有利于提高距離和速度的測(cè)量精度和辨別能力，分析目標(biāo)的細(xì)節(jié)特征。同時(shí)，毫米波雷達(dá)可以識(shí)別小目標(biāo)和多個(gè)目標(biāo)，因此具有很強(qiáng)的空間辨別和成像能力。
4.敏感高誤報(bào)低
系統(tǒng)敏感性高，誤報(bào)率低，不易受到外界電磁噪聲的干擾。
5.高頻低功率
發(fā)射頻率較高，發(fā)射功率較低。
6.可測(cè)速可測(cè)距
采用FMCW調(diào)頻連續(xù)波可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)的距離和速度，并可以連續(xù)跟蹤目標(biāo)，即使是靜止目標(biāo)也可以保持跟蹤不丟失。
三、毫米波雷達(dá)傳感器的工作原理
以車載毫米波雷達(dá)為例，雷達(dá)通過(guò)天線向外發(fā)射毫米波，接收目標(biāo)反射信號(hào)，快速準(zhǔn)確地獲取車身周圍的物理環(huán)境信息（如汽車與其他物體之間的相對(duì)距離、相對(duì)速度、角度、運(yùn)動(dòng)方向等)，然后根據(jù)被發(fā)現(xiàn)的物體信息進(jìn)行目標(biāo)跟蹤和識(shí)別分類，然后結(jié)合車身動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，通過(guò)中央處理單元(ECU)進(jìn)行智能處理。做出合理決策后，以聲處理。.通知或警告覺(jué)等方式告知或警告駕駛員，或及時(shí)主動(dòng)干預(yù)汽車，確保駕駛過(guò)程的安全性和舒適性，降低事故發(fā)生的概率。
1.位置
毫米波雷達(dá)傳感器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射相應(yīng)波段的方向性毫米波。當(dāng)毫米波遇到障礙物目標(biāo)時(shí)，通過(guò)接收天線接收反射的毫米波。根據(jù)毫米波的波段，通過(guò)公式計(jì)算毫米波在途中的飛??時(shí)間，結(jié)合前車的行駛速度和車輛的行駛速度因素，可以知道毫米波雷達(dá))與目標(biāo)的相對(duì)距離，也可以知道目標(biāo)的位置。
2.速度
此外，根據(jù)多普勒效應(yīng)，毫米波雷達(dá)的頻率變化，車與目標(biāo)的相對(duì)速度密切相關(guān)。根據(jù)反射毫米波頻率的變化，我們可以知道前方實(shí)時(shí)跟蹤的障礙物目標(biāo)與該車相比的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。因此，當(dāng)傳感器發(fā)出安全距離報(bào)警時(shí)，如果該車?yán)^續(xù)加速、或者前監(jiān)測(cè)目標(biāo)減速、或者當(dāng)前監(jiān)測(cè)目標(biāo)靜止時(shí)，毫米波反射回波的頻率會(huì)越來(lái)越高，反之亦然。
3.方位角
關(guān)于監(jiān)測(cè)目標(biāo)的方位角測(cè)量，毫米波雷達(dá)傳感器的探測(cè)原理是：通過(guò)毫米波雷達(dá)發(fā)射天線發(fā)射毫米波后，通過(guò)毫米波雷達(dá)平行接收天線，通過(guò)收到同一監(jiān)測(cè)目標(biāo)反射的毫米波相位差，計(jì)算監(jiān)測(cè)目標(biāo)的方位角、位置、速度和方位角監(jiān)測(cè)是毫米波雷達(dá)的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合毫米波雷達(dá)強(qiáng)大的抗干擾能力，可全天候穩(wěn)定工作。因此，毫米波雷達(dá)被選為汽車的核心傳感技術(shù)。
簡(jiǎn)而言之，毫米波雷達(dá)是一種難以替代的傳感器，全天候工作狀態(tài)是大的優(yōu)勢(shì)。其速度測(cè)量、距離測(cè)量的精度遠(yuǎn)高于視覺(jué)傳感器，比激光雷達(dá)更好。但總的來(lái)說(shuō)，這并不沖突，因?yàn)槲磥?lái)將走向整合的趨勢(shì)，特別是對(duì)于自動(dòng)駕駛，毫無(wú)疑問(wèn)，這三個(gè)傳感器將相互整合。
四、毫米波雷達(dá)傳感器的主要應(yīng)用
1.制導(dǎo)雷達(dá)：目前在毫米波段選擇火控雷達(dá)的主要原因是提高了探測(cè)能力、降低雷達(dá)體積，減輕重量和體積，便于集成。
2.目標(biāo)檢測(cè)雷達(dá)：主要通過(guò)機(jī)械/電子波束掃描實(shí)現(xiàn)觀測(cè)區(qū)目標(biāo)距離.探測(cè)速度和角度，配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理單元，散射特性）、跟蹤和預(yù)測(cè)(kalman濾波、粒子濾波等)。
3.毫米波對(duì)地觀測(cè)雷達(dá)，主要是毫米波合成孔徑雷達(dá)(SyntheticApertureRadar,SAR),這類雷達(dá)主要實(shí)現(xiàn)地面成像觀測(cè)，獲取地面區(qū)域SAR圖像。
4.毫米波近距離探測(cè)雷達(dá)，主要實(shí)現(xiàn)2米以內(nèi)目標(biāo)的二維或三維成像檢測(cè)。目前，該系統(tǒng)的波段為30~37.5GHz，以及94~200GHz或者THz有所有的波段。例如，目前美國(guó)機(jī)場(chǎng)的人體安全檢查三維掃描雷達(dá)，用毫米波代替X射線，實(shí)現(xiàn)人體衣服的內(nèi)部.皮膚外目標(biāo)檢測(cè)成像，加強(qiáng)安全；通過(guò)35GHz波段雷達(dá)或94GHz以及THz波段雷達(dá)實(shí)現(xiàn)了一些特殊材料的無(wú)損三維檢測(cè)。
5.汽車?yán)走_(dá)，在汽車上安裝雷達(dá)傳感器，實(shí)現(xiàn)汽車防撞、自動(dòng)泊車、行人檢測(cè)等，目前主流汽車?yán)走_(dá)為24GHz雷達(dá)，但僅限于頻段控制、射電天文5Km波段雷達(dá)不允許使用和自身體積大(主要是天線體積大)等原因，目前77GHz汽車?yán)走_(dá)正在逐產(chǎn)品化，并配備了一些高端汽車，77GHz汽車?yán)走_(dá)的主要優(yōu)點(diǎn)是分布頻段較寬，距離分辨率較高，體積較24GHz雷達(dá)小，目標(biāo)探測(cè)能力強(qiáng)，但77GHz雷達(dá)的生產(chǎn)加工工藝要求較高，但目前，這個(gè)問(wèn)題已不再是行業(yè)壁壘。
