毫米波雷達,就是指利用波長1-10mm、頻率30GHz-300GHz的毫米波,通過測量回波的時間差算出距離。毫米波雷達最開始是用于軍事領域,而隨著技術的不斷提升,現在也開始逐漸應用于汽車領域。
工作原理
毫米波雷達(也就是ADAS智能系統)主要分為三個模塊:環境感知,計算分析,控制執行。首先由天線向外發射毫米波,發射出去的毫米波遇到障礙物時會被反射回來,接收天線開始接收目標反射回來的信號;經后方處理后,將回波內包含的速度、距離等信息轉換為可讀取信息,從而獲取汽車車身周圍的物理環境信息。
根據所探知的物體信息進行目標追蹤和識別分類,結合車身動態信息進行數據融合,經由中央處理單元(ECU)進行智能處理、合理決策后,告知駕駛員或及時對汽車做出主動干預。
工作機制
一般而言,發送的信號類型有兩種,一種是脈沖信號(即非連續信號),另外一種就是連續信號。而在車載毫米波雷達中,因為其既需要能探測多個目標,還要能夠從回波信號中讀取到速度與距離等信息,因此工作機制為線性調頻連續波機制(LFMCW mode)。除此之外,由于毫米波需要探測多個目標,因此其需要使用三角波,而不是鋸齒波,圖中是結合車載毫米波工作框圖給出FMCW波的整個系統簡圖:
未來趨勢
目前來看,未來各探測傳感器融合是必然的趨勢,這能夠取長補短,并大大地節約成本,從芯片角度講,基于多芯片級聯的79GHz MiMo是產業發展方向。然而,毫米波雷達目前也是存在其自身缺陷的,相對于激光雷達而言,其成像的精細度上來看是不如激光雷達的,因此在小物體識別上是存在安全隱患的,而激光雷達目前依舊是ADAS系統中要用到的,從未來來看,視覺+相控陣(成像)毫米波雷達感知融合將成為一個重要的發展方向。
測試方案
虹科手持式頻譜分析儀Spectrum Compact能夠幫助進行76GHz車輛無線電設備射頻測試,可以應用于汽車毫米波雷達測試。在之前的文章中介紹了這款頻譜儀,今天我們重點介紹如何通過虹科手持式頻譜分析儀Spectrum Compact來進行汽車毫米波雷達測試。
頻率范圍
- 發射機調整為最高的功率等級發射;
- 采用虹科手持式頻譜分析儀觀測信號,記錄信號包絡的起始點與截止點。
占用帶寬
- 發射機調整為最高的功率等級發射;
- 設置頻譜分析儀中心頻率為被測信道的中心頻率,在車載毫米波雷達測試中選擇24GHz與77GHz。掃頻寬度為2倍標稱信道帶寬,探測器選擇AVG模式(此時檢波器模式為RMS),追蹤方式最大值保持;
- 記錄頻譜儀上顯示的占信號99%功率的帶寬,或使用虹科手持式頻譜分析儀的POWER IN BAND功能,直接觀察99%功率所占帶寬。
帶外發射
- 發射機調整為最大發射模式;
- 設置頻譜儀起始頻率為73.5GHz, 截止頻率為76GHz,探測器選擇AVG模式(此時檢波器模式為RMS),追蹤方式最大值保持;
- 記錄帶外發射的最大值,其數值不得超過之前限值要求;
- 設置頻譜儀起始頻率為77GHz, 截止頻率為79.5GHz,追探測器選擇AVG模式(此時檢波器模式為RMS),追蹤方式最大值保持;
- 記錄帶外發射的最大值,其數值不得超過之前限值要求。
發射機雜散
- 對被測設備進行配置,以便使其工作在最大的占空比和最大輸出功率等級的狀態下;
- 對于77GHz的雜散,設定在70-87GHz進行FULL SPAN尋找,追蹤方式最大值保持;
- 記錄在掃描中發現的處于限值以下6dB范圍的任何發射。
接收機雜散
- 對被測設備進行配置,以便使其工作在持續接收或沒有發射的狀態下;
- 對于77GHz的雜散,設定在70-87GHz進行FULL SPAN尋找,追蹤方式最大值保持;
- 記錄在掃描中發現的處于限值以下6dB范圍的任何發射。
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