汽車FPC從構造和原理解析汽車毫米波雷達優勢

文章來源：射頻百花潭作者：鄧靈芝查看手機網址

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人氣：6487發布日期：2017-07-27 03:10【大中小】

汽車FPC介紹的雷達的三個發展角色：雷達從戰爭機器轉職交通行業的初期伴隨著無數車主的血淚——雷達測速。而現在雷達成為了車主擺脫油門的助手——自適應巡航的主傳感器，以及并線的保護神——盲點監測和并線輔助用傳感器，還偶爾扮演避免追尾事故的最后一道防線——自動緊急制動用傳感器。

構造和原理

目前車載雷達的頻率主要分為24GHz頻段和77GHz頻段，其中77GHz頻段代表著未來的趨勢：這是國際電信聯盟專門劃分給車用雷達的頻段。嚴格來說77GHz的雷達才屬于毫米波雷達，但是實際上24GHz的雷達也被稱為毫米波雷達。

在工程實踐中，雷達天線具體實現的方法有很多種。目前車載雷達中比較常見的是平面天線陣列雷達，因為相比其他實現方式，平面雷達沒有旋轉機械部件，從而能保證更小的體積和更低的成本。下面以目前常見的平板天線雷達為例，介紹車載雷達的構造和原理。

先對車載雷達有個直觀地認識：

炸開看看：

其中這一片就是天線陣列，如下圖所示：

其中從上至下分別是10條發射天線TX1，然后是2條發射天線TX2，最后是4條接收天線RX1至RX4。

兩組發射天線分別負責探測近處和遠處的目標，其覆蓋范圍如下圖所示：

這里因為近處的視角（FOV）比較大，大概有90度，所以需要更多天線，而遠處的視角小，大概只有20度，所以兩根天線就夠了。

雷達裝在車上的樣子如下圖所示：

雷達通過天線發射和接收電磁波，所發射的電磁波并非各向均勻的球面波，而是以具有指向性的波束的形式發出，且在各個方向上具有不同的強度，如下圖所示：

雷達主要測量目標的三個參數：位置、速度和方位角。下面簡單說說這三個參數的測量原理。

位置和速度

這兩個參數的測量原理在小學科普課本里就講了：雷達波由發射天線發出、被目標反射后，由接收天線接收雷達回波。通過計算雷達波的飛行時間，乘以光速再除以2就可以得到雷達和目標之間的距離。

而根據多普勒效應，通過計算返回接收天線的雷達波的頻率變化就可以得到目標相對于雷達的運動速度，簡單地說就是相對速度正比于頻率變化量。當目標和自車接近時，回波的頻率相比發射頻率有所升高，反之則頻率降低。

實現位置和速度的測量的具體方法根據雷達采用的調制方式的不同而有所不同。雷達的調制簡單來說就是為了實現雷達回波的識別和飛行時間的測量，需要在雷達發射的電磁波上加入標記和時間參考。在車載雷達中主要使用幅值調制和頻率調制兩種方式。

方位角

通過并列的接收天線收到同一目標反射的雷達波的相位差計算得到目標的方位角。原理如下圖所示：

其中方位角αAZ可以通過兩個接收天線RX1和RX2之間的幾何距離d以及兩天線收到雷達回波的相位差b通過簡單的三角函數計算得到。

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