Новости PCB - Преимущества диапазона частот от 24 ГГц до 77 ГГц для радаров миллиметрового диапазона

Расскажите об изменении точности радара на миллиметровых волнах с 24 ГГц на 77 ГГц в диапазоне радаров и преимуществах 77G по сравнению с 24G.

Сравнение диапазонов 24 ГГц и 77 ГГц

Диапазон 1,24 ГГц

Интересующий нас диапазон частот показан на рисунке.Диапазон частот от 24,0 ГГц до 24,25 ГГц - это узкая полоса частот (NB) с полосой пропускания 250 МГц, которая широко используется в промышленности, науке и медицине. Там диапазон 24 ГГц также охватывает полосу пропускания в 5 ГГц для сверхширокополосных устройств (UWB).

Диапазон частот 24 ГГц

Среди радаров ближнего радиуса действия NB и СШП радары в диапазоне 24 ГГц были применены к обычным транспортным датчикам. Радиолокатор NB может использоваться для простых применений, таких как осмотр и определение точек на сетчатке, которые не могут быть стимулированы светом, но в большинстве случаев требуется сверхширокополосный радар, охватывающий сверхкороткие расстояния, из-за необходимости обеспечения высокочастотной защиты.

Однако из-за того, что Европейский институт стандартов электросвязи (ETSI) и Федеральная комиссия по связи (FCC) разрабатывают правила и стандарты использования спектра, СШП-диапазон вскоре будет постепенно сокращен. После 1 января 2022 года СШП-диапазон нельзя будет использовать в Европе и Соединенных Штатах, а также в США. В Соединенных Штатах Америки в долгосрочной перспективе можно использовать только узкополосный ISM-диапазон.

Недостаточная пропускная способность в диапазоне 24 ГГц в сочетании с необходимостью повышения производительности в недавно появившихся радарных приложениях означает, что диапазон 24 ГГц не оказывает существенного влияния на недавно появившиеся радары, особенно в транспортном секторе, где в настоящее время наблюдается 50/50-процентный интерес к автоматической парковке и панорамному обзору.

Диапазон частот 2,77 ГГц

Возвращаясь к диапазону 77 ГГц, где диапазон 76-77 ГГц может использоваться для автомобильных радаров дальнего действия, следует отметить, что он также обладает преимуществом эквивалентной изотропной мощности излучения (EIRP), которая может использоваться для подавления радаров дальнего действия, таких как адаптивные навигационные дроссели для патрулирования.

Диапазон частот 77 ГГц

Этот диапазон используется в Восточной Азии и Европе для радиолокационных систем в дорожно-транспортной инфраструктуре для выполнения таких задач, как подсчет транспортных средств, выявление препятствий на дороге, обнаружение дорожно-транспортных происшествий, контроль скорости и определение светофора обнаруженными транспортными средствами. Радиолокационный диапазон малой дальности (SRR) 77-81 ГГц - это новинка; этот диапазон недавно приобрел значительную популярность в области управления наблюдением и промышленного применения по всему миру.В последнее время этот диапазон приобрел значительную популярность в мониторинге событий по всему миру и в оценке пригодности отрасли для использования.В то же время этот диапазон может обеспечивать широкую полосу электронного сканирования до 4 ГГц, что хорошо подходит для приложений, требующих высокой дальности обнаружения (HRR).

Забегая вперед, можно сказать, что большинство автомобильных радарных датчиков с частотой 24 ГГц будут работать в диапазоне 77 ГГц.

Преимущества диапазона 77 ГГц для транспортных и промышленных применений В следующем разделе представлены преимущества диапазона 77 ГГц для транспортных и промышленных применений.

Преимущество 1: Высокая скорость защиты на расстоянии и точность измерения расстояния.

По сравнению с диапазоном ISM с полосой пропускания всего 200 МГц в диапазоне 24 ГГц, диапазон SRR в диапазоне 77 ГГц может обеспечивать полосу сканирования до 4 ГГц, что значительно повышает скорость защиты на расстоянии и точность. Здесь дальнозоркость отражает способность радарного датчика различать два соседних объекта, а точность определения расстояния - очень высокую точность при съемке одного объекта.

Поскольку скорость и точность защиты на расстоянии обратно пропорциональны полосе пропускания электронного сканирования, по сравнению с радаром с частотой 24 ГГц радарный датчик с частотой 77 ГГц обладает лучшими показателями скорости и точности защиты на расстоянии, которые, как было установлено в ходе тестирования, увеличились в 20 раз. Фактически, радиолокатор с частотой 77 ГГц может успешно обеспечивать защиту на расстоянии 4 см (радиолокационная защита на частоте 24 ГГц составляет 75 см).

Радар частотой 77 ГГц

Высокая защищенность на расстоянии позволяет лучше изолировать объект (например, человека, стоящего рядом с транспортным средством) и обеспечить проверку для определения места плотного расположения объекта, завершая тем самым фоновое моделирование и классификацию объектов, что очень важно для разработки передовых алгоритмов манипулирования и полуавтоматических функций манипулирования.

Кроме того, чем выше уровень защиты, тем меньше минимальное расстояние для распознавания объектов воздушного видения, поэтому в системах помощи при парковке и других приложениях, требующих высокой точности, радар с частотой 77-81 ГГц имеет значительное преимущество.

Преимущество радара 77-81 ГГц

Пояснение на английском языке: 1) Высокая точность измерения расстояния благодаря широкой полосе пропускания электронного сканирования; 2) Высокая степень защиты на расстоянии для минимизации мертвых зон на дне резервуаров, заполненных водой.

Широкая полоса частот 77 ГГц обеспечивает высокую степень защиты, что может быть использовано в промышленных датчиках уровня, позволяя датчику измерять уровень жидкости “до последней капли”, сводя к минимуму мертвую зону на дне емкости для воды, как показано на рисунке. Кроме того, благодаря высокому коэффициенту затемнения можно увеличить минимальное расстояние обзора, поскольку это позволяет датчику измерять уровень воды в верхней части емкости, когда она заполнена.

Преимущество 2: Высокая скорость защиты и точность

Скорость, защищенность и точность обратно пропорциональны частоте радиочастоты (RF). Поэтому, чем выше частота, тем лучше защита и точность. По сравнению с датчиком с частотой 24 ГГц, датчик с частотой 77 ГГц будет.

24G vs 77G

Для систем помощи при парковке транспортных средств решающее значение имеют защита от превышения скорости и точность, поскольку необходимо правильно управлять транспортным средством на низких скоростях во время парковки. На рис. 4 показано репрезентативное изображение точечного объекта в зависимости от расстояния и скорости с помощью БПФ на расстоянии 1 м и показана улучшенная защита 2D-изображения, полученного с использованием 77 ГГц.

В дополнение к этому, недавние исследования позволили еще больше усовершенствовать измерения досмотра пешеходов и усовершенствованные алгоритмы классификации объектов за счет использования радара миллиметрового диапазона с более высокой скоростью отклонения и микродоплеровских сигналов. Повышение точности измерения скорости поможет в промышленном применении, а также улучшит такие показатели, как контроль дорожного движения, в современных условиях полуавтоматического использования транспортных средств.

Преимущество 3: Меньший вес - 77 Г по сравнению с 24 г.

Одним из основных преимуществ использования более высоких радиочастотных диапазонов является то, что размер датчика может быть меньше.При том же поле зрения и коэффициенте усиления антенны приемника антенная решетка приемника с частотой 77 ГГц может быть уменьшена в размерах X и Y примерно в 3 раза (см. рисунок). Такое уменьшение габаритов очень полезно при транспортировке, в первую очередь при размещении по периметру автомобиля (на дверях и багажниках, где требуются датчики приближения) и внутри автомобиля.

24G vs 77G

При промышленном измерении параллельных линий потока жидкости более высокая радиочастотная частота обеспечивает более узкий луч для приемной антенны и датчика одинакового размера. Как показано на рисунке, более узкий луч уменьшает нежелательные отражения от стенок бокса для воды и помехи от других растяжек внутри бокса, что приводит к более точному конечному результату съемки. Кроме того, для того же широкого луча, чем выше радиочастотная частота, тем меньше размер датчика и тем проще его установка.

24G vs 77G

Обобщение 77G и 24G

Преимущество 24 ГГц в том, что они находятся в неавторизованном диапазоне ISM и поддерживают всемирную настройку частоты, но доступна полоса пропускания только 200 МГц, в то время как 77 ГГц имеют полезную полосу пропускания 4 ГГц, что остановило их развитие.

Высокоинтегрированные и простые в использовании радары TI с частотой 77 ГГц позволяют разрабатывать компактные, высокоэффективные радарные датчики миллиметрового диапазона для различных транспортных и промышленных применений.