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汽车雷达技术介绍

欣项科技 2022-05-12

随着工信部无〔2021〕181号文《汽车雷达无线电管理暂行规定》于2022年3月1日正式实施,4月29日第一批7个型号的汽车雷达获得核准,将有更多的型号等待核准上市。

今天我们先简单介绍一下汽车雷达。

一 常见的汽车雷达技术
我们常见的三种不同技术的汽车雷达:超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达。原理及特点如下:
1. 超声波雷达:
通过超声波发射装置向外发出超声波,再利用接收器接收反射回来的超声波时间差来测算距离。
优势:成本低、穿透性强、防水、防尘等;
劣势:容易受天气情况影响,不同天气的传播速度不同,车速较快时误差较大,另外就是超声波散射角度大,不利于较远距离的回收信号传播;
2. 毫米波雷达:
指工作频段在毫米波频段(30-300 GHz)的雷达。它是微波(300 MHz-300 GHz)的一个子频段,测距原理跟一般雷达一样,即把无线电波(雷达波)发出去,然后接收回波,利用障碍物反射波的时间差确定障碍物距离,利用反射波的频率偏移确定相对速度。
优势:集成度高,受外界环境影响小,测量精度高:具备多目标连续跟踪功能。波长短、频带宽(频率范围大),一般的探测距离在0-200米之间。穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点;抗干扰、反隐身能力优。
劣势:在雨、雾和湿雪等高潮湿环境的衰减,以及大功率器件和插损的影响会降低毫米波雷达的探测距离;相比微波,对密树丛穿透力低;
3. 激光雷达:
激光雷达的工作原理是通过激光发生器向目标发射激光束,然后根据从目标反射回来的波束与发射波束时间差比较,通过一系列数学算法和运算,可以得到目标的距离、方位、高度、速度、姿态、形状等参数,从而构建3D环境感知图(点云图)。
优势:分辨率高,抗干扰能力强,性能综合能力较高;
劣势:自然光和热辐射会消弱其功能,工艺要求高,成本高。

二 目前的车载毫米波雷达
目前汽车毫米波雷达频率分为24GHz, 77GHz至79GHz 三种频段。
少数国家(如日本)采用60GHz频段。由于77G相对于24G的诸多优势,全球车载毫米波雷达的频段会趋同于77GHz频段以及新一代的79GHz技术(76-81GHz),这也是国际电信联盟专门划分给车用雷达的频段。随着国家5G基站的布局与纵深推进,高频段的优势更为明显,79GHz由于带宽与处理速度远远大于低频段芯片,将成为大势所趋。

三  汽车雷达中国新法规
工信部对汽车雷达执行强制性规定:不符合国家安全技术要求的汽车雷达,要承担相关法律责任!
中国工信部《汽车雷达无线电管理暂行规定》中规定了汽车雷达使用频率为76-79GHz频段,并明确了主要使用场景,包括自适应巡航控制、防撞、盲点探测、变道辅助、泊车辅助、后方车辆示警、行人探测等。明确规定了76-79GHz频段汽车雷达的发射功率及功率谱密度限值、通用杂散发射限值、特殊频段保护限值、接收机阻塞特性等射频技术要求,并强调除国家无线电管理机构另有规定外,76-79GHz频段不能用于其他类型陆基雷达,也不能用于在航空器(含无人机、气球、飞艇等)上装载使用的雷达。
规定首次明确了汽车雷达使用和干扰协调要求。应采取可行的技术措施不断提高雷达设备自身的抗干扰能力,包括主动式、被动式干扰规避措施。其中,主动式干扰规避措施包括但不限于快速干扰侦听和规避等技术措施;被动式干扰规避措施包括但不限于波形捷变、干扰检测与抑制、航迹跟踪等技术措施。  
下篇我们将介绍车载雷达无线电发射设备型号核准的测试内容。