车载毫米波雷达应用研究

0 引言

毫米波雷达作为汽车主动安全领域关键传感器部件，可有效穿透雾、烟、灰尘，实现全天时、全天候工作负荷要求。目前市场上多以24GHz 和77GHz 毫米波雷达产品为主，汽车辅助驾驶系统安装毫米波雷达近年来快速增加，主要产品有车载自适应巡航装置（ACC）、前端碰撞预警系统（FCW）、辅助变道系统（LCA）、自动跟车系统（S&G）、车尾端盲区探测装置（BSD）、侧向探测系统（CTA）等车载应用毫米雷达。车载雷达通过对目标大小、速度（相对）、距离、角度、数量等参数进行测量、计算、分析、显示、预警、自动控制等操作。随着汽车市场的日益开拓，车载毫米波雷达技术测量精度更高，数据处理时间更短，探测目标更密集且搜索预警半径更大，安全可靠性更高端。而且随着技术不断成熟，车载毫米波雷达生产成本更加低廉，将能够满足无人驾驶雷达系统需求

[1]

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1 车载毫米雷达应用市场分析

随着ADAS 市场渗透率加速提升，车载毫米波雷达一些关键部件需求量逐年递增。而目前我国车载雷达核心配件市场多依赖进口，国内自主车载毫米波雷达产品以24GHz、77GHz 为主。据世界专业预测机构分析，明年我国ADAS 市场30%渗透率进行估算，每套ADAS 配备4个短距和1个长距毫米波雷达计算，则整个车载毫米波雷达市场需求总量会达7200万个，中国汽车毫米波雷达行业的产值会达到400亿元人民币，目前，中国已经成为全球最大的汽车消费市场。

2 车载毫米雷达技术分析

2.1 车载毫米雷达频段

毫米雷达毫米波为电磁波，其波长介于1-10mm，具有抗

干扰强、波长短、窄波束易实现、频段宽、动态分辨率高等优点。毫米雷达波应用集中在汽车电子、无人机、军事雷达监测、智慧医疗、交通、家居等领域。世界很多国家在频率应用上多对车载毫米波雷达分配在24GHz 和77GHz 频段，日本等少数国家则采用60GHz 频段。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，有利于减少成本等有点，未来全球车载毫米波雷达的频段将选择76-81GHz 频段。

2.2 车载毫米波雷达原理

车载毫米波雷达原理在于内置雷达信号接收模块和发射模块，通过内置天线向外发射毫米波信号，信号遇到目标后反射回波，雷达系统接受模块及时接收反射回波后，对信号进行FFT 处理、解析，从而获得精度极高的周围目标物体间的相对速度、相对距离、角度、运动方向等物理环境信息，计算机系统对这些信息进行识别、分类以及实施目标追踪、安全控制等，信息处理单元与自己车辆行驶信息匹配后，经过混频、滤波后把数据进行融合处理，最后车载中央处理单元（ECU）进行行驶信息的决策，同时通过语音、灯光等方式对驾驶员进行提醒、警告，或者自主进行安全操作干预，提高了驾驶的安全性能，避免事故发生。

2.3 车载雷达收发调频体制

收发调频体制是车载雷达频率工作的核心部件，其设计好坏直接影响雷达的性能。其影响着雷达目标分辨率、测速、测距、测向范围、测量精度、自动识别的模糊度等重要指标。由于雷达辐射电磁波的方式多样，因此，车载毫米波雷达可分为两种工作体制：连续波和脉冲波。连续波又有频移键控 (FSK)、相移键控（PSK）、恒频连续波 (CW)、线性调频连续波

FMCW毫米波防撞雷达系统

FMCW毫米波防撞雷达系统 汽车防碰撞系统对提高汽车行驶安全性十分重要，该系统的研究一直倍受重视。从1971年开始，相继出现过超声波、激光、红外、微波等多种方式的主动汽车防碰撞系统，但是以上系统均存在一些不足，未能在汽车上大量推广应用。随着各国高速公路网的快速发展，恶性交通事故不断增加，为减少事故，先后采用行驶安全带、安全气囊等保护措施，但这些技术均为被动防护，不能从根本上解决问题。毫米波是指波长介于1~10mm之间的电磁波，其RF带宽大，分辨率高，天线部件尺寸小，能适应恶劣环境，所以毫米波雷达系统具有重量轻、体积小和全天候等特点，“主动汽车毫米波防碰撞雷达系统”成为近年来国际上研究与开发的热点，并已有产品开始投入市场，前景十分看好。 本文介绍了主动汽车防碰撞毫米波雷达的原理，报导了我们研制出的SAE-100型毫米波防碰撞雷达样机。 汽车防撞毫米波雷达系统原理 主动汽车防碰撞是以雷达测距、测速为基础的。防撞雷达系统实时监测车辆的前方，当有危险目标（如行驶前方停止或慢行的车辆）出现，雷达系统提前向司机发出报警，使司机及时作出反应，同时雷达输出信号到达汽车控制系统，根据情况进行自动刹车或减速。 毫米波防撞雷达系统有调频连续波（FMCW）雷达和脉冲雷达两种。对于脉冲雷达系统，当目标距离很近时，发射脉冲和接收脉冲之间的时间差非常小，这就要求系统采用高速信号处理技术，近距离脉冲雷达系统就变的十分复杂，成本也大幅上升。因而汽车毫米波雷达防撞系统常采用结构简单、成本较低、适合做近距离探测的调频连续波雷达体制。 毫米波FMCW雷达系统结构 FMCW汽车雷达系统如图1所示，包括天线、收发模块、信号处理模块和报警模块或汽车制动装置。 射频收发前端是雷达系统的核心部件。国内外已经对前端进行了大量深入研究，并取得了长足的进展。已经研制出各种结构的前端，主要包括波导结构前端，微带结构前端以及前端的单片集成。国内研制的射频前端主要是波导结构前端。一个典型的射频前端主要包括线性VCO、环行器和平衡混频器三部分，如图2所示。前端混频输出的中频信号经过中频放大送至后级数据处理部分。数据处理部分的基本目标是消除不必要信号（如杂波）和干扰信号，并对经过中频放大的混频信号进行处理，从信号频谱中提取目标距离和速度等信息。

【CN110082734A】汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置、标定系统及标定方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910349602.0 (22)申请日 2019.04.28 (71)申请人 安徽瑞泰智能装备有限公司 地址 243000 安徽省马鞍山市当涂县承接 产业转移示范园区北京大道嘉善科技 园内 (72)发明人 舒金林　邓书朝　童宝宏　晋入龙　 孙晋军　孙畅　柳敏　秦然然　 (74)专利代理机构 芜湖思诚知识产权代理有限 公司 34138 代理人 阮爱农 (51)Int.Cl. G01S 7/40(2006.01) G01S 13/93(2006.01) (54)发明名称汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置、标定系统及标定方法(57)摘要本发明公开了汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置、标定系统和标定方法。本发明汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，它包括底板、吸波反射机构，吸波反射机构放置在底板上；吸波反射机构包括若干块吸波材料板、若干个雷达反射装置、上支撑底座，吸波材料板和雷达反射装置均固定在上支撑底座上，每个雷达反射装置的前面至少设置有一个吸波材料板，上支撑底座放置在底板上。在汽车生产线或汽车维修服务站中使用本发明外部标定的标定装置和标定系统，可以实现对雷达安装位置的标定，用于校正汽车车载毫米波雷达支架装置的安装位置，从而保证汽车所装的雷达位置正确，从而提高了 车辆的安全性能。权利要求书2页 说明书7页 附图3页CN 110082734 A 2019.08.02 C N 110082734 A

权　利　要　求　书1/2页CN 110082734 A 1.汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，其特征是：它包括底板(9)、吸波反射机构，吸波反射机构放置在底板(9)上；吸波反射机构包括若干块吸波材料板(4)、若干个雷达反射装置(5)、上支撑底座(6)，吸波材料板(4)和雷达反射装置(5)均固定在上支撑底座(6)上，每个雷达反射装置(5)的前面至少设置有一个吸波材料板(4)，上支撑底座(6)放置在底板(9上。 2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征是：雷达反射装置(5)优选为四个，每个雷达反射装置(5)包括上部的标准反射目标、下部的底座，两者固接，底座固定在上支撑底座(6)上；雷达反射装置(5)上部的标准反射目标是RCS(雷达散射截面积)为0dB的标准角反射器。 3.根据权利要求1所述的标定装置，其特征是：所述的吸波材料板(4)为雷达波专用吸波材料，其个数不少于雷达反射装置(5)的个数。 4.根据权利要求1所述的标定装置，其特征是：标定装置还包括左右移动机构，左右移动机构包括左右驱动电机(1)、横向传动齿轮(2)、横向传动齿条(3)、下支撑底座(7)、运动滚轮组(8)，支撑块(11)、齿条支撑块(12)；下支撑底座(7)位于上支撑底座(6)的下面、两者相接触，运动滚轮组(8)设置在下支撑底座(7)的下面，且与底板(9)相接触，左右驱动电机(1)的输出端连接横向传动齿轮(2)，横向传动齿轮(2)与横向传动齿条(3)相啮合，左右驱动电机(1)通过支撑块(11)固定在底板(9)上，横向传动齿条(3)的左端从左边的齿条支撑块(12)中穿过、其右端固定在右边的支撑块(12)中，左边的齿条支撑块(12)固定在底板(9)上，右边的齿条支撑块(12)固定在下支撑底座(7)的底面上。 5.根据权利要求4所述的标定装置，其特征是：左右移动机构还包括左右移动辅助机构，左右移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于横向移动齿条(3)前后对称设置；每个移动单元均包括横向移动导杆(13)、左右两个小支撑块(14)，横向移动导杆(13)的左端从左边的小支撑块(14)中穿过、其右端固定在右边的小支撑块(14)中，左边的小支撑块(14)固定在底板(9)上，右边的小支撑块(14)固定在下支撑底座(7)的底面上。 6.根据权利要求1或4所述的标定装置，其特征是：标定装置还包括上下移动机构，上下移动机构包括上下驱动电机(10)、纵向传动齿轮(15)、纵向传动齿条(16)；上下驱动电机(10)的输出端连接纵向传动齿轮(15)，纵向传动齿轮(15)与纵向传动齿条(16)相啮合，纵向传动齿条(16)一端为自由端，另一端与连接块(17)固接，连接块(17)固定在上支撑底座 (6)上，上下驱动电机(10)通过支撑座(21)固定在下支撑底座(7)上。 7.根据权利要求6所述的标定装置，其特征是：上下移动机构还包括导向板(20)，导向板(20)固定在支撑座(21)上，其与纵向传动齿条(16)之间通过V形槽配合。 8.根据权利要求6所述的标定装置，其特征是：上下移动机构还包括上下移动辅助机构，上下移动辅助机构包括两个移动单元，两个移动单元相对于纵向移动齿条(16)前后对称设置；每个移动单元均包括纵向移动导杆(18)、导向套(19)，纵向移动导杆(18)的下端固定在下支撑底座(7)上，导向套(19)套在纵向移动导杆(18)外、其下端固定在上支撑底座(6)上。 9.汽车车载毫米波雷达外部标定的标定系统，其特征是：它包括一套权利1-8任一所述的汽车车载毫米波雷达外部标定的标定装置，还包括一个实施标定毫米波雷达安装位置的雷达标定区域、已安装毫米波雷达传感器的待标定车辆、标定控制柜； 其中，雷达标定区域位于汽车总装车间检测线的前部或汽车维修服务站； 2

24GHz汽车毫米波雷达实验报告

24GHz汽车毫米波雷达实验报告 是德科技射频应用工程师王创业1. 前言 汽车毫米波雷达越来越多的被应用在汽车上面，主要作为近距离和远距离探测，起到防撞、辅助变道、盲点检测等作用。随着器件工艺和微波技术的发展，毫米波雷达产品越来越小。俗话说：“麻雀虽小，五脏俱全”，同样汽车毫米波雷达作为典型的雷达产品，也包含收发天线、发射部分、接收部分、DSP部分。典型原理框图如图1所示。汽车毫米波雷达的性能指标主要体现在测速精度、定位精度、距离分辨率、多目标识别等方面，要实现这些性能和功能，首先要做好整体系统的设计和仿真，其次对于各功能部分的性能指标要严格把控测试，最后要在实际现场环境完成测试考核。 汽车毫米波雷达体制上面主要有线性调频连续波FMCW体制雷达、频移键控FSK体制雷达、步进调频连续SFCW体制雷达。不同体制雷达在产品实现复杂程度和应用上都是有区别的。FMCW体制雷达可以同时探测到运动目标和静止目标，但是不可以同时探测多个运动目标。电路需要比较大的带宽。

FSK体制雷达，可以同时探测并且正确区分开来多个运动目标，但是不可以正确测量静止目标。电路带宽比窄，系统响应捕获比较慢，成本比FMCW体制要低很多。SFCW体制雷达，可以同时探测多个静止和运动的目标，并且将各个目标正确区分开来。SFCW体制雷达具有更为复杂的调制波形，信号处理也更为复杂，产品实现成本高。 2.实验目的 在汽车毫米波雷达系统研制过程中，经常会碰到各式各样的问题，譬如系统波形的选择和设计、系统链路的设计、信号处理算法的选择、微波电路的设计调试、天线的设计。主要的问题主要体现在系统方案、处理算法模拟、微波电路指标调试及对系统性能的影响上。典型的例子，在FMCW雷达系统，雷达探测距离分辨率不仅与信号的调制带宽有关，还与FMCW调制的线性度有关。 利用是德科技平台化解决方案，即软件+硬件+工程师，可以很容易的实现雷达系统设计仿真、处理算法验证、微波电路设计测试、天线设计测试。基于以上的问题，该实验主要实现以下三个目的： 1)软件硬件结合，SystemVue+仪表实现各类信号的产生； 2)系统设计仿真、算法验证 3)VCO线性调制度分析 4)场景信号录制回放和信号分析 3.实验要求 该实验采用FMCW雷达体制，结合SystemVue软件和仪表实现以下功能： 1)汽车雷达信号产生 a.24GHz标准雷达信号产生：Triangle调制信号、Sawtooth调 制信号

汽车毫米波雷达项目可行性研究报告

汽车毫米波雷达项目可行性研究报告 xxx有限责任公司

摘要 本文件内容所承托的权益全部为项目承办单位所有，本文件仅提供给项目承办单位并按项目承办单位的意愿提供给有关审查机构为投资项目的审批和建设而使用，持有人对文件中的技术信息、商务信息等应做出保密性承诺，未经项目承办单位书面允诺和许可，不得复制、披露或提供给第三方，对发现非合法持有本文件者，项目承办单位有权保留追偿的权利。 该汽车毫米波雷达项目计划总投资19124.63万元，其中：固定资产投资15243.33万元，占项目总投资的79.71%；流动资金3881.30万元，占项目总投资的20.29%。 达产年营业收入28234.00万元，总成本费用22190.78万元，税金及附加339.43万元，利润总额6043.22万元，利税总额7216.20万元，税后净利润4532.41万元，达产年纳税总额2683.79万元；达产年投资利润率31.60%，投资利税率37.73%，投资回报率23.70%，全部投资回收期5.72年，提供就业职位576个。 项目总论、建设必要性分析、市场前景分析、建设规模、项目选址科学性分析、土建工程设计、工艺先进性分析、环境影响概况、安全经营规范、风险应对说明、项目节能评估、项目实施计划、投资方案分析、经济效益可行性、项目评价结论等。

汽车毫米波雷达项目可行性研究报告目录 第一章项目总论 第二章项目承办单位基本情况 第三章建设必要性分析 第四章项目选址科学性分析 第五章土建工程设计 第六章工艺先进性分析 第七章环境影响概况 第八章风险应对说明 第九章项目节能评估 第十章实施进度及招标方案 第十一章人力资源 第十二章投资方案分析 第十三章经济效益可行性 第十四章项目评价结论

汽车毫米波雷达项目可行性研究报告

汽车毫米波雷达项目 可行性研究报告 xxx投资公司

第一章概论 一、项目概况 （一）项目名称 汽车毫米波雷达项目 （二）项目选址 xxx经开区 项目属于相关制造行业，投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。 （三）项目用地规模 项目总用地面积25145.90平方米（折合约37.70亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数71.44%，建筑容积率1.13，建设区域绿化覆盖率7.09%，固定资产投资强度170.83万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积25145.90平方米，建筑物基底占地面积17964.23平方米，总建筑面积28414.87平方米，其中：规划建设主体工程18303.93平方米，项目规划绿化面积2015.82平方米。

（六）设备选型方案 项目计划购置设备共计64台（套），设备购置费2430.96万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量1064592.74千瓦时，折合130.84吨标准煤。 2、项目年总用水量4324.84立方米，折合0.37吨标准煤。 3、“汽车毫米波雷达项目投资建设项目”，年用电量1064592.74千 瓦时，年总用水量4324.84立方米，项目年综合总耗能量（当量值） 131.21吨标准煤/年。达产年综合节能量41.43吨标准煤/年，项目总节能 率25.84%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合xxx经开区发展规划，符合xxx经开区产业结构调整规划和 国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明 显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资7414.97万元，其中：固定资产投资6440.29万元， 占项目总投资的86.86%；流动资金974.68万元，占项目总投资的13.14%。 （十）资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。 （十一）项目预期经济效益规划目标

智能网联车毫米波雷达检测与标定

毫米波雷达检测与标定 班级：组别：学员：学时：个人时间段：实训目的了解毫米波雷达安装标定原理 安全注意事项1、注意个人安全及设备规范操作2、工具零配件统一顺序摆放3、做到三不落地 实训器材毫米波雷达实训台，、标定尺、毫米波雷达可视化软件、. 集成软件硬件故障系统教学组织每个设备台架按7位学员作业（2人操作、2人辅助、2人观摩/考核、1人监督）循环操作 小组成员实训前任务由小组长组织本组组员，两人一小组互相提问考核 一、实施正确√错误× 一．准备工作： 1、毫米波雷达实训台，模拟小车，4哥标定尺、毫米波雷达可视化软件、毫米波雷达检测仪器。 2、检查实训指导书及实验的预习情况。 三．毫米波雷达的外观认识与检查 1．第一步：按照车辆安装标准，将毫米波雷达装置 在实训台架的前方。记录高度，垂直角度、水平角度。 2.摆放毫米波雷达标定角反。调整毫米波雷达角反的 高度，使其与毫米波雷达处在同一高度 3.测量毫米波雷达距离角反的水平距离。

4.读取毫米波雷达软件输出距离数据，并将数据填 入到软件标定输入框中。 5.重复第二步，并将毫米波雷达角反放在毫 米波雷达左前方，右前方，十米，五米等处，重 复记录数据，并填充数据。 四．总结本次实训课 1. 强调毫米波实际车辆中的常见故障表征（识别失效、制动失效、制动距离偏差） 2. 毫米波雷达可视化校准、设置、初始化集成软件 3. 总结毫米波雷达实训课程 二、检查与评估与 1、教师对小组工作情况进行评估，并进行点评(达标√不达标×） □整理□整顿□清扫□清洁□素养□安全 2、成绩评定： 小组对本人的评定：□优□良□及格□不及格 教师对小组的评定：□优□良□及格□不及格 学生本次任务成绩：□优□良□及格□不及格

汽车毫米波雷达目标模拟器

一 汽车毫米波雷达目标模拟器 科电工程的毫米波雷达目标模拟器，用来验证车载76GHz和79GHz毫米波雷达的性能参数。解决毫米波雷达生成企业在研发，生成，质量控制等环节的测速，测距等性能测试需求。特别适合于整车条件下对ACC,FCW,AEB等辅助自动驾驶ADAS功能的验证和测量。同时也提供整车EMC暗室环境下的抗干扰版本。 科电MRT7681-02毫米波雷达目标模拟器 适用范围： ?ISO15622ACC自适应巡航控制系统； ?ISO15623FCW前向碰撞预警系统； ?商用车辆自动紧急制动系统（AEBS）性能要求及试验方法； ?GB/T20608自适应巡航控制系统性能要求与检测方法； ?ISO18682智能交通系统-外部危险检测与预警系统； ?ECE R131先进的紧急制动系统； ?JT/T883营运车辆行驶危险预警系统； ?ETSI EN302288短程设备；运输和交通遥感信息领域；在76GHz-77GHz范围内运行的雷达设备； ?ETSI EN302264短程设备；运输和交通遥感信息领域；在77GHz-81GHz范围内运行的雷达设备； ?GB/T36654-201876GHz 科电MTR78Pxx-T5DW角反射器（xx:20,15,10,5,0dBsm)

高精度毫米波雷达目标角反射器，可以用于雷达产线上的RCS性能标定测试；以及微波暗室内的雷达RCS性能标定测试频率范围：76GHz-81GHz；RCS雷达反射截面积精度:±0.5dBsm。 科电MDL76G-W单目标静态雷达目标模拟器 用于汽车毫米波雷达产线上雷达测距的性能标定。频率范围：76GHz-81GHz；延时距离: 1-150m±0.1。任意定制。

毫米波雷达测距原理

毫米波雷达测距原理（77GHz FMCW） 本章摘要：介绍什么是调频连续波（FMCW），它是如何进行测距的，测距分辨率分析，测距范围分析。 调频连续波测距的基本原理： 1、发射波TX为高频连续波，其频率随时间按一定规律规律变化。 2、发射波TX遇到物体之后反射，接收器接收到反射波RX。 3、信号的发射到接收，产生一定的时间间隔 t。由这个时间间隔，得到频率差值信号IF signal。 4、对频率差值信号，进行FFT变换，得到对应的频谱。频谱的峰值处对应的频率 f 和距离 d 具有对应关系，进而得到距离d。 5、测距分辨率的分析。 6、测距范围的分析。 上面只是调频连续波测距的整体逻辑，不太清楚没关系，下面逐步进行详细的分析： 一、调频连续波的发射信号TX 发射波为高频连续波，其频率随时间规律变化。一般为锯齿形，三角形，这里介绍锯齿形，其基本组成称为chirp，下面为其性质。 二、接收信号RX

1、合成器生成chirp信号。 2、发射天线发射信号TX。 3、接收天线接收反射回来的信号RX。 4、经过mixer，得到发射信号TX与接收信号RX之间的差值信号IF signal。过程如下： 三、时间差值 t，以及差值信号 IF signal ?由于雷达到障碍物之间有一定的距离，从信号发射，到返回接收，有一定的距离，这个距离就产生了接收时间差值t =2d/c，其中d 为雷达到障碍物的距离，c 为光速。 ?将发射/接收信号放在一个图里面，就得到如下的图。从图中可以看出，接收信号与发射信号一样，只是延迟了时间 t。 ?它俩经过mixer得到差值信号 IF signal ，其频率为 f= s*t，s为chirp的斜率，s = B/Tc。 ?由 t =2d/c，f= s*t，s = B/Tc 可以得出障碍物的距离 d 与 IF signal 信号频率 f 之间的关系式: d = f * c * Tc / (2B)。所以分析出了频率f，就可以得到距离d。 四、对IF signal 进行FFT变换，得到对应的频率 f，然后求得距离d

最新毫米波雷达实验测试报告

毫米波雷达实验测试报告 北京中航开元技术有限公司 2016年01月7日 编写：谢浩 校对：李旭东 审阅：秦国连 1.试验概述 测试时间：2016年01月7日至8号； 测试地点：北京定陵机场； 参与测试人员：梁银生、谢浩、李旭东； 测试设备：便携式工控机； 测试时长：约120分钟（单独毫米波60分钟，联调60分钟）； 测试验收方：国家电网公司国网通用航空有限公司。

2.试验照片

3.样机参数 防撞雷达样机参数如下： 工作频段：毫米波段； 发射功率： 4W； 测量通道：水平1向； 覆盖角度：雷达指向水平扇面（约45°）； 工作方式：垂直实时测量，水平分层扫描测量； 尺寸：Φ400×H250mm； 重量：17kg； 系统供电：DC28V； 功耗：小于120W； 对外接口：RS422/485接口2路； 输出方式：求取反射能量最强的三个距离信息，1Hz输出；4.飞行科目 飞行测试方案说明如下： 1)信号塔作业：飞行高度与信号塔高度4/5处基本一致， 机头对准信号塔，分别测试信号距离1500m、1000m、 800m、600m、500m、400m、300m、200m、100m、50m 保持高度各平飞半分钟。 2)铁塔作业区：飞行高度与信号塔高度4/5处基本一致， 机头对准铁塔，分别测试信号距离1000m、800m、

600m、500m、400m、300m、200m、100m、50m保持高 度各平飞半分钟。 3)成组高压线作业区：飞行高度与成组高压线高度基本 一致，机头水平垂直对准高压线，分别测试信号距离 1500、1000m、800m、600m、500m、400m、300m、200m、100m、50m保持高度各平飞半分钟。 4)高大山体区：飞行高度尽量在高大山体的半山腰左右， 机头对准山体，分别测试信号距离2500m、1500、 1000m、800m、600m、500m、400m、300m、200m、100m、50m保持高度各平飞半分钟。 5)以上试验作业全部完成后，飞机返航。 5.试验测试过程及情况描述 1）飞机首先对信号塔进行测试。过程由远及近。距离在300m以上的时候数据无意义跳变，效果不是很明显。 在距离300m、200m、100m、50m效果良好。 2）然后对铁塔和高压线分别进行测试。过程由远及近。 距离在300m以上的时候数据无意义跳变。偶可以测 到距离数值，但数据不持续，存在干扰问题。在距离 300m、200m、100m、50m是效果良好。不存在上述干 扰问题。 3）最后对山体进行测试。没有明显效果。分析可能是山体的回波效果差。 4）另设备对飞机无线电存在干扰。无线电频段已经做了记录。 6.试验数据 1）信号塔

基板材料在车载毫米波雷达中应用的技术进展

基板材料在车载毫米波雷达中应用及技术进展 中电材协覆铜板分会顾问祝大同 摘要：本文对应用于车载毫米波雷达中的高频基板材料在近年的技术发展作为了介绍与分析。 关键词：基板材料覆铜板毫米波雷达 Progress of technology and application of substrate material used in automotive millimeter wave radar ZHU DATONG Copper clad laminate branch of Chinese Electronic Material Association Abstract: In the paper, progress of technology and application of high frequency substrate material used in automotive millimeter wave radar in recent years were analyzed and introduced. Key word: substrate material; copper clad laminate; millimeter wave radar. 1.毫米波及应用概述 1.1 毫米波及其特性 通常把频率高于300MHz的电磁波称为微波。二十世纪50年代创立了微波通信。微波通信是使用波长在1m至1.0mm之间的电磁波。该波长段电磁波所对应的频率范围是300 MHz（0.3 GHz）～300 GHz。微波按波长不同可分为分米波，厘米波、毫米波及亚毫米波，分别对应于特高频UHF、超高频SHF、极高频EHF及至

车载毫米波雷达应用研究

0 引言 毫米波雷达作为汽车主动安全领域关键传感器部件，可有效穿透雾、烟、灰尘，实现全天时、全天候工作负荷要求。目前市场上多以24GHz 和77GHz 毫米波雷达产品为主，汽车辅助驾驶系统安装毫米波雷达近年来快速增加，主要产品有车载自适应巡航装置（ACC）、前端碰撞预警系统（FCW）、辅助变道系统（LCA）、自动跟车系统（S&G）、车尾端盲区探测装置（BSD）、侧向探测系统（CTA）等车载应用毫米雷达。车载雷达通过对目标大小、速度（相对）、距离、角度、数量等参数进行测量、计算、分析、显示、预警、自动控制等操作。随着汽车市场的日益开拓，车载毫米波雷达技术测量精度更高，数据处理时间更短，探测目标更密集且搜索预警半径更大，安全可靠性更高端。而且随着技术不断成熟，车载毫米波雷达生产成本更加低廉，将能够满足无人驾驶雷达系统需求 [1] 。 1 车载毫米雷达应用市场分析 随着ADAS 市场渗透率加速提升，车载毫米波雷达一些关键部件需求量逐年递增。而目前我国车载雷达核心配件市场多依赖进口，国内自主车载毫米波雷达产品以24GHz、77GHz 为主。据世界专业预测机构分析，明年我国ADAS 市场30%渗透率进行估算，每套ADAS 配备4个短距和1个长距毫米波雷达计算，则整个车载毫米波雷达市场需求总量会达7200万个，中国汽车毫米波雷达行业的产值会达到400亿元人民币，目前，中国已经成为全球最大的汽车消费市场。 2 车载毫米雷达技术分析 2.1 车载毫米雷达频段 毫米雷达毫米波为电磁波，其波长介于1-10mm，具有抗 干扰强、波长短、窄波束易实现、频段宽、动态分辨率高等优点。毫米雷达波应用集中在汽车电子、无人机、军事雷达监测、智慧医疗、交通、家居等领域。世界很多国家在频率应用上多对车载毫米波雷达分配在24GHz 和77GHz 频段，日本等少数国家则采用60GHz 频段。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，有利于减少成本等有点，未来全球车载毫米波雷达的频段将选择76-81GHz 频段。 2.2 车载毫米波雷达原理 车载毫米波雷达原理在于内置雷达信号接收模块和发射模块，通过内置天线向外发射毫米波信号，信号遇到目标后反射回波，雷达系统接受模块及时接收反射回波后，对信号进行FFT 处理、解析，从而获得精度极高的周围目标物体间的相对速度、相对距离、角度、运动方向等物理环境信息，计算机系统对这些信息进行识别、分类以及实施目标追踪、安全控制等，信息处理单元与自己车辆行驶信息匹配后，经过混频、滤波后把数据进行融合处理，最后车载中央处理单元（ECU）进行行驶信息的决策，同时通过语音、灯光等方式对驾驶员进行提醒、警告，或者自主进行安全操作干预，提高了驾驶的安全性能，避免事故发生。 2.3 车载雷达收发调频体制 收发调频体制是车载雷达频率工作的核心部件，其设计好坏直接影响雷达的性能。其影响着雷达目标分辨率、测速、测距、测向范围、测量精度、自动识别的模糊度等重要指标。由于雷达辐射电磁波的方式多样，因此，车载毫米波雷达可分为两种工作体制：连续波和脉冲波。连续波又有频移键控 (FSK)、相移键控（PSK）、恒频连续波 (CW)、线性调频连续波

博世——汽车毫米波雷达状态及趋势

Automotive Radar – Status and Trends Martin Schneider Robert Bosch GmbH, Corporate Research, PO box 77 77 77, D-31132 Hildesheim, Germany, +49 5121 49 2543, Schneider.Martin@https://www.sodocs.net/doc/ac10381355.html, Abstract — The paper gives a brief overview of automo-tive radar. The status of the frequency regulation for short and long range radar is summarized because of its impor-tance for car manufacturers and their sensor suppliers. Front end concepts and antenna techniques of 24 GHz and 77 GHz sensors are briefly described. Their impact on the sensor’s field of v iew and on the angular measurement capability is discussed. Esp. digital beamforming concepts are considered and promising results are presented. I. I NTRODUCTION First experiments in the field of automotive radar took place already in the late 50’s. I n the 70’s, more or less intensive radar developments started at microwave fre-quencies. The activities of the last decades were concen-trated mainly on developments at 17 GHz, 24 GHz, 35 GHz, 49 GHz, 60 GHz, and 77 GHz. Even from the early beginning in automotive radar the key driver of all these investigations has been the idea of collision avoidance; this idea has spent enormous motivation for many engi-neers all over the world to develop smart vehicular radar units. During this quite long period a lot of know-how has been gained in the field of microwaves and in radar signal processing. Accompanied by the remarkable pro-gress in semiconductor microwave sources (esp. Gunn sources and GaAs MMI Cs) and in available computing power of microcontrollers and digital signal processing units, the commercialization of automotive radar became feasible in the 90’s. Competing and complementing technologies in vehicu-lar surround sensing and surveillance are Lidar, ultrason-ics, and video cameras (based on CCD or CMOS chips including near-infrared sensitivity). Car manufacturers and suppliers are developing optimized sensor configura-tions for comfort and safety functions wrt. functionality, robustness, reliability, dependence on adverse weather conditions etc. Last but not least the total system costs have to meet the marketing targets to be attractive for the end customers. First applications with surround sensing technologies were parking aid (based on ultrasonics), collision warning, and Adaptive Cruise Control (ACC). For instance, collision warning systems were successfully introduced in the US in the 90’s. Greyhound installed more than 1600 radar systems (24 GHz) in their bus lines yielding a reduction of accidents of 21 percent in 1993 compared to the year before. ACC was commercialized for the first time in Japan in 1995. Whereas Lidar-ACC has been favored esp. in Ja-pan, European and US companies have been focused mainly on radar based ACC. I n 1999, Mercedes intro-duced the 77 GHz “Distronic” into the S class, followed by other premium models equipped optionally with an ACC, such as BMW 7 series, Jaguar (XKR, XK6), Cadil-lac (STS, XLR), Audi A8, and VW Phaeton. ACC is also available in Mercedes E, CL, CLK, SL class, BMW 5 and 6 series, Audi A6, Nissan (Cima, Primera), Toyota (Harrier, Celsior), Lexus (LS, GS), and Honda (Accord, nspire, Odyssey). Furthermore, ACC will become an option in the new BMW 3 series and in the new VW Passat, both with start of production in 2005. Whereas European car manufacturers offer 77 GHz systems only for ACC systems so far, their Japanese competitors Honda and Toyota already introduced an active brake assist for collision mitigation (additionally to ACC) in 2003 based on 77 GHz long range radar (LRR) technology. I n contrast to the only smooth deceleration capability of an ACC system (because ACC is only mar-keted as a comfort feature), the active brake assist pro-vides much higher braking forces for deceleration, when a threatening situation is identified and the driver starts braking, but maybe not as strong as it would be necessary to avoid a crash. This shows the trend from “comfort only” functions to active safety systems with radar sensing technologies that serve both the comfort and the safety domain. Within the next few years these active safety systems will be intro-duced in Europe. Mercedes started with the first genera-tion of their Presafe system in the S class in 2003, which isn’t based on surround sensing techniques yet but (only) on the data of the electronic stability program (ESP) and the antilock braking system (ABS). If these control units identify an imminent accident due to the car’s dynamics, electronic seat belt tensioners will be activated, seat ori-entations will be adapted, and the sunroof will be closed. The next step in this evolutionary process will be to gain some more milliseconds in advance for reaction and for automatic activation of suitable protection measures. Bosch names this system “Predictive Safety System (PSS)”, which will have mainly three stages. The first one (PSS1, to be introduced in 2005) is a preset of the brake system. As soon as a threat will be identified by the 77 GHz LRR, the brake system will be pre-filled, but this won’t be noticed by the driver. But when the driver pushes the brake pedal in such a situation, maximum braking forces will be available without any latency. I n the second stage (PSS2, 2006) the driver will be notified in a hazardous situation with an automatic, very short but intensive brake activation, accompanied by optical or acoustic signals. I n the third stage (PSS3) an automatic emergency brake will be initiated if otherwise a crash couldn’t be avoided. Bosch was recently awarded for its PSS with the “Gelber Engel (Yellow Angel)” from the

毫米波雷达

毫米波雷达到目前为止是车用探测雷达中最为重要的探测部件，但目前的毫米波雷达只能进行二维扫描和平面扫描。 毫米波雷达与其他传感器对比，具有工作频率高，波长短，具有较高 的分辨率，同时具备全天候测量能力，对比天气影响因素较小，雨雪天气 情况下依然能够正常使用，特别适用于车辆使用。 一、毫米波雷达系统工作过程 传统毫米波雷达通过辐射的毫米波利用对探测物的反射波进行定位与回波显示，其工作的过程主要是： 雷达通过射频系统辐射电磁波对被探测物体进行电磁波的检测与扫描，利用反射回来的电磁波，进行放大与信号解析计算，可以计算出物体 的远近距离以及结合不同的方位角计算出物体的左右间距离。利用多普勒 效应在最终计算出移动物体探测的速度，方位等。 雷达系统通过辐射电磁波和接收物体反射电磁波对目标进行检测和定位，其工作过程主要为： 雷达通过天线发射特定波形的电磁波，在有效辐射范围内被目标截获，目标反射电磁波至很多方向上，其中一部分能量返回至天线处被雷达接收，并通过放大，信号处理等过程最终计算出目标相对雷达的位置，移动速度，方位等信息。 现阶段毫米波雷达主要广泛应用于车辆前部，进行车辆前部碰撞预警，主要波束的工作模式为连续波和雷达脉冲波束，工作模式为连续波束，主 要波形为LMCW，CW，FSK。 毫米波雷达系统包含射频模块，信号处理模块，以及电路部分，目前 的毫米波雷达俯仰角一般为平行于水平面±2度，形成低俯仰角平面波束，对前方车辆能够进行位置速度的测量。 二、车载毫米波雷达数据处理方式研究对比 目前的车载毫米波雷达对于探测到的回波数据直接使用平面探测数据，或者进行毫米波数据探测计算，根据车辆运动的特征情况，形成毫米 波雷达报警信号，目前报警信号分为两种： 一种为阈值报警，当达到一定的距离时，信号进行报警，此种报警方式较

24Ghz车载雷达原理和设计大报告

超高速通信电路与系统技术概论课程报告 小组成员： 学院：信息科学与工程学院 指导老师： 二零一七年六月

24GHz车载雷达原理与设计 1.研究背景与车载雷达的发展与应用 1.1研究背景 自从1904年德国工程师里斯蒂安在柏林皇家专利会上取得了雷达设计的发明专利以后，雷达的发展可谓是日新月异。雷达最初的目的在于无线电检测和测距，辐射出能量并检测反射回来的波，根据时间差可计算出与目标物体之间的距离。现在技术较为成熟的是调频连续波雷达，一个频率连续变化的波，其中一部分波束信号作为参考物，另一部分波束信号辐射出去，经过目标物体局部反射后的信号与参考信号进行混频从而产生一个差频信号，通过信号处理则可以得到距离。这种技术不仅精度极高，同时成本较低，因此广为流行。 据调查统计，追尾是交通事故最主要的发生形式，尤其是高速公路上的超速现象和雨雪雾霾天气更是事故的导火索。交通事故大多数是驾驶员没有意识到前方车辆距离自身车辆太近或者完全来不及反应所造成的，如果驾驶员能提前0.5秒意识到危险的靠近，那么交通事故将减少至少一半。对此，目前已采取了许多措施，其中主要有安全带、安全气囊和保险杠等，但这都只是“治标不治本”。要想从根本上解决问题，汽车安全间距检测系统的存在必不可少。 汽车安全间距检测系统主要的作用为停车辅助和防止碰撞。停车辅助是指驾驶员在倒车时倒车雷达会帮助他们探测后视镜看不见的物体，通常是用来探测后方物体的距离，当距离过小存在危险时，警报会发出声响提醒驾驶员注意，通常距离越小警报声显得越危急。除此之外，碰撞避免是指在碰撞快要发生时发出警报提醒驾驶员及时作出应对，减少驾驶员的反应时间，极大程度地避免了碰撞的发生。该系统同样也是以雷达为基础，雷达如图1.1所示，它不断探测周围车辆的距离和速度，不仅会发出警报，必要时也会自动拐弯或是减速。由此可见，汽车安全间距检测系统对于减少交通事故的发生起着不可替代的关键作用。 图1-1防撞雷达示意图 由于交通事故率每一年都在上涨，汽车雷达得到了业内人士越来越多的关注，从上个世纪70年代至今，渐渐出现了超声波、激光、红外、微波等多种方式的汽车雷达系统。