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毫米波雷达为何还未被激光雷达取代?

导读: 而现在雷达成为了车主摆脱油门的助手——自适应巡航的主传感器,以及并线的保护神——盲点监测和并线辅助用传感器,还偶尔扮演避免追尾事故的最后一道防线——自动紧急制动用传感器。

一、引子

首先要明确,这里要讲的雷达是发射电磁波的正经雷达,而不是发射机械波的倒车雷达。

二战军迷和历史研究者大概对雷达技术的渊源了如指掌:第一台实用雷达就是用于探测试图半夜从空中越过英吉利海峡的德农——坐着飘在天上的金属壳的德农。之后雷达既在太平洋夜战中碾压过岛国训练有素的战列舰观察兵的光荣时刻,也有过在贝卡谷地被犹太人的反辐射导弹炸成渣渣的惨痛历史。

雷达从战争机器转职交通行业的初期伴随着无数车主的血泪——雷达测速。而现在雷达成为了车主摆脱油门的助手——自适应巡航的主传感器,以及并线的保护神——盲点监测和并线辅助用传感器,还偶尔扮演避免追尾事故的最后一道防线——自动紧急制动用传感器。

二、构造和原理

目前车载雷达的频率主要分为24GHz频段和77GHz频段,其中77GHz频段代表着未来的趋势:这是国际电信联盟专门划分给车用雷达的频段。严格来说77GHz的雷达才属于毫米波雷达,但是实际上24GHz的雷达也被称为毫米波雷达。

在工程实践中,雷达天线具体实现的方法有很多种。目前车载雷达中比较常见的是平面天线阵列雷达,因为相比其他实现方式,平面雷达没有旋转机械部件,从而能保证更小的体积和更低的成本。下面以目前常见的平板天线雷达为例,介绍车载雷达的构造和原理。

先对车载雷达有个直观地认识:

炸开看看:

其中这一片就是天线阵列,如下图所示:

其中从上至下分别是10条发射天线TX1,然后是2条发射天线TX2,最后是4条接收天线RX1至RX4。

两组发射天线分别负责探测近处和远处的目标,其覆盖范围如下图所示:

这里因为近处的视角(FOV)比较大,大概有90度,所以需要更多天线,而远处的视角小,大概只有20度,所以两根天线就够了。

雷达装在车上的样子如下图所示:

雷达通过天线发射和接收电磁波,所发射的电磁波并非各向均匀的球面波,而是以具有指向性的波束的形式发出,且在各个方向上具有不同的强度,如下图所示:

雷达主要测量目标的三个参数:位置、速度和方位角。下面简单说说这三个参数的测量原理。

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责任编辑:TD
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