毫米波雷达是工作在毫米波频段(30~300GHz)的雷达,它通过发射与接收高频电磁波来探测目标,后端信号处理模块利用回波信号计算出目标的距离、速度和角度等信息。 1毫米波雷达的组成。 毫米波雷达包括发射模块、接收模块、信号处理模块及天线,如图5-5所示。 毫米波雷达在工作状态时,发射模块生成射频电信号,通过天线将电信号(电能)转化为电磁波发出:接收模块接收到射频信号后,将射频电信号转换为低频信号: 再由信号处理模块从信号中获取距离、速度和角度等信息。毫米波雷达工作的必要条件还在于软件算法的实现。 2.毫米波雷达的测量原理。 毫米波雷达是利用多普勒效应测量得出目标的距离和速度,它通过发射源向给定目标发射毫米波信号,并分析发射信号频率和反射信号频率之间的差值,精确测量出目标相对于毫米波雷达的距离和速度等信息。 毫米波雷达通过发射模块发射毫米波信号,发射信号遇到目标后,经目标的反射会产生回波信号,发射信号与回波信号相比形状相同,时间上存在差值;当目标与毫米波雷达信号发射源之间存在相对运动时,发射信号与回波信号之间除存在时间差外,还会产生多普勒频率,如图5-6所示。图5-6中,△f为调频带宽；
由于毫米波雷达具有监测目标的位置、速度和方位角的优势,再结合毫米波雷达较强的抗干扰能力,可以全天候全天时稳定工作,因此,毫米波雷达成为留能网联汽车核心传感器之一。
3.毫米波雷达的技术参数。
(1)最大探测距离最大探测距离是指毫米波雷达所能检测目标的最大距离不同的毫米波雷达,最大探测距离是不同的。
(2)距离分辨率距离分辨率是指在规定条件下,毫米波雷达能区分前后临近两个目标的最小距离间隔。
(3)距离灵敏度距离灵敏度是指单目标的距离变化时,毫米波雷达可探测的最小绝对变化距离值。
(4)距离测量精度距离测量精度是指毫米波雷达测量单目标时,目标距离的测量值与其真值之差.
（5）最大探测速度最大探测速度是指毫米波雷达能够探测目标的最大速度。
(6)速度分辨率速度分辨率表示速度维区分两个同一位置的目标的能力。
(7)速度灵敏度速度灵敏度是指单目标的速度变化时,毫米波雷达可探测的最小绝对变化速度值。
8)速度测量精度速度测量精度是指毫米波雷达测量单目标时,目标速度的测量值与其真值之差。
(9)视场角视场角是指在规定的测试条件下,在满足规定识别率的状态下,毫米波雷达有效识别目标的探测范围,分为水平视场角和垂直视场角。
(10)角度分辨率角度分辨率是指在规定条件下,毫米波雷达模组能区分左右临近两个目标的最小角度间隔。
(11)角度灵敏度角度灵敏度是指单目标的角度变化时,毫米波雷达可探测的最小绝对变化角度值。
(12)角度测量精度角度测量精度是指毫米波雷达测量单目标时,目标角度的测量值与其真值之差。
(13)识别率识别率是指毫米波雷达模组正确识别目标信息的程度。
(14)误检率误检率是指毫米波雷达模组将目标识别为一个错误目标的。
(15)漏检率漏检率是指毫米波雷达模组未能识别目标报文的比例。
毫米波雷达具有以下优点：
①探测距离远。毫米波雷达探测距离远,可达200m以上。
②探测性能好。毫米波波长较短,汽车在行驶中的前方目标一般都是金属构成,这会形成很强的电磁反射,其探测不受颜色与温度的影响。
③响应速度快。毫米波的传播速度与光速一样,并且其调制简单,配合高速信号处理系统,可以快速地测量出目标的距离、速度和角度等信息。
④适应能力强。毫米波具有很强的穿透能力,在雨、雪、大雾等恶劣天气依然可以正常工作,而且不受颜色和温度的影响。
⑤抗干扰能力强。毫米波雷达一般工作在高频段,而周围的噪声和干扰处于中低频区,基本上不会影响毫米波雷达的正常运行,因此,毫米波雷达具有抗低频干扰的特性。
毫米波雷达具有以下缺点：
①毫米波雷达是利用目标对电磁波的反射来发现并测定目标位置,而充满杂波的外部环境给毫米波雷达感知经常带来虚警问题。
②覆盖区域呈扇形,有盲点区域。
③无法识别交通标志和交通信号灯。
④无法识别道路标线。
5.毫米波雷达的类型及应用。
毫米波雷达按探测距离可分为近距离(SRR)、中距离(MRR)和远距离(LRR)毫米波雷达。近距离毫米波雷达一般探测距离小于60m:中距离毫米波雷达一般探测距离为100m左右;远距离毫米波雷达探测距离一般大于200m。有的企业只分为近距离雷达和远距离雷达,具体探测距离以产品说明书为准毫米波雷达按采用的毫米波频段不同,划分有24GHz、60GHz、77GHz和79GHz毫米波雷达。主流可用频段为24GHz和77GHz,其中24GHz适合近距离探测,77GHz适合远距离探测。从24GHz过渡到77GHz,距离分辨率和精度将会提高约20倍。例如,24GHz毫米波雷达的距离分辨率为75cm,而77GHz毫米波雷达则提高到4cm,这使其可以更好地探测多个彼此靠近的目标。毫米波雷达在智能网联汽车上主要应用于自适应巡航控制系统、前向碰撞预警系统、自动紧急制动系统、盲区监测系统、变道辅助系统、后向碰撞预警系统驻车辅助系统、自动跟车系统等目前多以24GHz和77GHz毫米波雷达产品为主。由于77GHz频段的部件体积小、天线尺寸短,容易实现单芯片集成结构,具备更高的速度分辨率、信噪比和输出功率,有利于减少成本等优点,所以未来全球车载毫米波雷达的频段将选择76~81GHz频段。
