Новости PCB - Взгляните на то, что такое радар с миллиметровыми волнами

Что такое радар миллиметрового диапазона волн?

Миллиметровые волны относятся к электромагнитным волнам с длиной волны от 1 до 10 мм. Длина волны коротка, а диапазон частот широк. Относительно легко реализовать узкий луч, а радар обладает высоким разрешением, и его нелегко сбить с толку. Радар миллиметрового диапазона волн - это высокоточный датчик для измерения относительного расстояния, текущей скорости и ориентации измеряемого объекта, который ранее использовался в военной области. С развитием и усовершенствованием радиолокационных технологий радарные датчики миллиметрового диапазона начинают применяться в автомобильной электронике, беспилотных летательных аппаратах, интеллектуальном транспорте и так далее.

В настоящее время диапазоны частот, выделенные автомобильным радарам миллиметрового диапазона, варьируются от страны к стране, но в основном они ориентированы на 24 ГГц и 77 ГГц, при этом несколько стран (например, Япония) используют диапазон частот 60 ГГц. Благодаря многочисленным преимуществам 77G перед 24G, в будущем диапазон частот глобальных автомобильных радаров миллиметрового диапазона будет расширен до 77 ГГц (76-81 ГГц). Принцип действия автомобильного радара миллиметрового диапазона Автомобильный радар миллиметрового диапазона передает миллиметровые волны через антенну, принимает отраженные сигналы от цели, а затем быстро и точно получает информацию о физической среде вокруг кузова автомобиля (например, относительное расстояние между автомобилем и другими объектами, относительная скорость, угол, направление движения и т.д.) через внутреннюю обработку, а затем выполняет отслеживание целей и классификацию на основе обнаруженной информации об объектах, а затем объединяется с динамической информацией о кузове автомобиля для объединения данных. Затем, на основе информации об обнаруженном объекте, осуществляется отслеживание цели и идентификационная классификация в сочетании с динамической информацией о кузове транспортного средства, осуществляется объединение данных и, наконец, интеллектуальная обработка с помощью центрального процессора (ECU). После принятия разумного решения система уведомляет или предупреждает водителя с помощью звука, света, прикосновений и т.д. или своевременно вмешивается в работу автомобиля, чтобы обеспечить безопасность и комфорт вождения и снизить вероятность несчастных случаев.

Принцип действия радара миллиметрового диапазона для транспортных средств

В зависимости от различных способов излучения электромагнитных волн радары миллиметрового диапазона в основном имеют две рабочие системы: импульсную и непрерывную. Среди них непрерывную волну можно разделить на FSK (Частотная манипуляция), PSK (фазовая манипуляция), CW (непрерывная волна постоянной частоты), FMCW (непрерывная волна с частотной модуляцией) и так далее.

Рабочая система радара миллиметрового диапазона волн

Радар FWCW стал наиболее часто используемым автомобильным радаром миллиметрового диапазона благодаря своей способности измерять множество целей, высокому разрешению, простоте обработки сигнала, низкой стоимости и развитой технологии.Радиолокационная система FMCW в основном состоит из приемопередающей антенны, радиочастотного интерфейса, сигнала модуляции, модуля обработки сигналов и т.д. Радиолокационная система FMCW может определять расстояние до цели, пеленг, относительную скорость и т.д. путем обработки принимаемых и передаваемых сигналов. Радар миллиметрового диапазона может определять расстояние, азимут и относительную скорость цели путем обработки принимаемых и передаваемых сигналов.

>

Automotive Millimetre Wave Radar

Современное развитие радара миллиметрового диапазона волн

В настоящее время существует два основных типа радаров миллиметрового диапазона частот: 24 ГГц и 77 ГГц. Радар с частотой 24 ГГц имеет небольшой диапазон измерения (5-30 м) и в основном используется сзади транспортных средств; радар с частотой 77 ГГц имеет больший диапазон измерения (30-70 м) и в основном используется спереди и сбоку транспортных средств. Радар миллиметрового диапазона в основном состоит из трех частей: радиочастотного интерфейса радара, системы обработки сигналов и серверного алгоритма. В существующих продуктах плата за выдачу патента на базовый алгоритм радара составляет около 50% стоимости, на радиочастотный интерфейс приходится около 40% стоимости, а на систему обработки сигналов приходится около 10% стоимости.

1.Радиочастотный интерфейс получает сигнал IF, передавая и принимая миллиметровые волны, и извлекает из него такую информацию, как расстояние и скорость. Таким образом, радиочастотный интерфейс напрямую определяет производительность радиолокационной системы. В настоящее время радиочастотный интерфейс радара миллиметрового диапазона представляет собой в основном плоскую интегральную схему, состоящую из двух форм: гибридной микроволновой интегральной схемы (HMIC) и монолитной микроволновой интегральной схемы (MMIC). Среди них MMIC-форма RF-интерфейса отличается низкой стоимостью, высокой производительностью и подходит для массового производства. В процессе производства, как правило, используются эпитаксиальные MESFET, HEMT, HBT и другие технологии для устройств. Технология HEMT на основе GaAs является наиболее совершенной и обеспечивает отличные шумовые характеристики.

2.Система обработки сигналов также является важной частью радара. Благодаря внедрению различных алгоритмов обработки сигналов, он извлекает сигнал IF, собранный с радиочастотного интерфейса, и получает информацию о цели определенного типа. Система обработки сигналов, как правило, использует DSP в качестве ядра для реализации сложных алгоритмов цифровой обработки сигналов для удовлетворения требований радара в режиме реального времени. 

3.На серверный алгоритм приходится наибольшая доля стоимости всего радара миллиметрового диапазона волн.Отечественные исследователи предложили большое количество алгоритмов для радаров миллиметрового диапазона с различных точек зрения, таких как частотная область, временная область, частотно-временной анализ и т.д., и уровень точности автономных экспериментов также очень высок.Однако отечественные радары в основном анализируются с помощью быстрого преобразования Фурье и его усовершенствованных алгоритмов, основанных на частотной области. Существуют некоторые ограничения в точности измерений и применимости, а зарубежные алгоритмы строго защищены патентами и являются дорогостоящими.

Автомобильный радар миллиметрового диапазона

Применение радаров миллиметрового диапазона в автомобилестроении

1.Радар миллиметрового диапазона может выполнять различные функции автоматического управления автомобилем.В ADAS используются, в основном, камеры, радары миллиметрового диапазона, лазерные, ультразвуковые, инфракрасные и т.д. датчики. Радар миллиметрового диапазона обладает большой дальностью передачи, малым затуханием и потерей атмосферного ослабления в пределах диапазона передачи, а также высокой проникающей способностью.Он может соответствовать требованиям к адаптации транспортных средств к любым погодным условиям. Характеристики миллиметровой волны сами по себе определяют размеры радиолокационного датчика миллиметровой волны, его малый вес и другие характеристики.Компенсируйте это тем, что камеры, лазерные, ультразвуковые, инфракрасные и другие датчики в автомобильной технике не используются на месте происшествия.

Установив радар миллиметрового диапазона в транспортном средстве, можно измерить расстояние, угол и относительную скорость от радара до исследуемого объекта.Радар миллиметрового диапазона может использоваться для самонастраивающегося круиз-контроля (AdaptiveCruiseControl), предупреждения о столкновении спереди (Forwardcollision Warning), обнаружения слепых зон (BlindSpotDetection), помощи при парковке (Parkingaid), поддержки при смене полосы движения (Lanechangeassistant) и других функций. Функции Parkingaid, Lanechangeassistant, автоматического круиз-контроля (ACC) и других усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS).Наиболее распространенные автомобильные радары миллиметрового диапазона работают на частотах около 24 ГГц и 77 ГГц соответственно. Радарная система с частотой 24 ГГц в основном обеспечивает обнаружение на малой дальности (SRR), в то время как система с частотой 77 ГГц в основном обеспечивает дистанционное обнаружение (LRR).

2. Радар миллиметрового диапазона имеет широкое распространение на рынке. В связи с постоянным совершенствованием национальных стандартов автомобильной безопасности, в последние годы наблюдается тенденция к быстрому развитию системы помощи водителю с технологией активной безопасности (ADAS). Автомобильные радары миллиметрового диапазона были признаны производителями автомобильной электроники в качестве основного варианта из-за их всепогодности и пользуются огромным спросом на рынке. В 2014 году на мировой рынок автомобильных радаров миллиметрового диапазона было поставлено 19 миллионов единиц. По данным организаций, занимающихся исследованиями рынка, к 2020 году мировой рынок автомобильных радаров миллиметрового диапазона достигнет почти 70 миллионов единиц, а средний прирост составит около 24% в период с 2015 по 2020 год.

Поскольку автомобильный радар миллиметрового диапазона передает и принимает сигналы на частотах 24 ГГц и 77 ГГц, печатные платы радара миллиметрового диапазона включают в себя тактовые импульсы, модуляцию сигнала, усилители, фильтры, антенны и другие компоненты, которые предъявляют более высокие требования к печатным платам и производственным процессам. Таким образом, стоимость печатных плат радаров миллиметрового диапазона будет выше. Для высокочастотных печатных плат часто требуются керамические и стеклянные материалы с наполнителем из ПТФЭ, соответствующие требованиям к конструкции при частоте выше 77 ГГц.

Вышеизложенное поможет вам понять, что такое радар миллиметровой волны. В соответствии с характеристиками радара миллиметровой волны, радар миллиметровой волны легко подходит для использования в автомобилях. Чтобы ознакомиться со схемой автомобильного радара миллиметрового диапазона, пожалуйста, нажмите: Автомобильный радар миллиметрового диапазона 1, автомобильный радар миллиметрового диапазона 2.