《汽车智能传感器技术与应用项目四知识准备1：认识毫米波雷达（课件）2023.1.30》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车智能传感器技术与应用项目四知识准备1：认识毫米波雷达（课件）2023.1.30（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、klicken sie,um die formate des gliederungstextes zu bearbeiten,zweite gliederungsebene,dritte gliederungsebene,vierte gliederungsebene,fnfte gliederungsebene,sechste gliederungsebene,siebente gliederungsebene,achte gliederungsebene,neunte gliederungsebene,认识毫米波雷达,认识毫米波雷达,智能汽车传感器应用技术,一、课程导入,在很长一段历史时期
2、，毫米波段属于蛮荒之地。有两个原因：第一个原因是毫米波不实用。虽然毫米波能提供更大的带宽和更高的数据速率，但是以前的移动应用不需要这么大的带宽和这么高的数据速率。且毫米波具有传播损耗太大，覆盖范围太小等缺点。第二个原因是，毫米波成本太高。,而经过几十年后，发生了巨大的变化。,5g,的出现终于让毫米波成了香饽饽,。,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,5g,通信,思考讨论题（,2,分钟）,一、课程导入,你知道除了通信，毫米波还应用到哪些领域吗？,答：制导、,雷达、遥感技术、临床医学和射电天文等领域。,射电天文,遥感,制导
3、,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,二、毫米波雷达的概念,毫米波的频率界限图,2.1,毫米波定义,毫米波是波长为毫米级的电磁波，具体波长为,1,10,毫米，对应的频段是,30,300ghz,。,毫米波,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,二、毫米波雷达的概念,2.1,毫米波定义,毫米波,的特点：,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,毫米波雷达是工作在毫米波频段的雷达，
4、毫米波位于微波与远红外波相交叠的波长范围。,二、毫米波雷达的概念,2.2,毫米波雷达,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,二、毫米波雷达的概念,2.2,毫米波雷达,毫米波,的优点：,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,二、毫米波雷达的概念,毫米波,的缺点：,2.2,毫米波雷达,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,三、毫米波雷达的发展历程,1940,1950,1960,7
5、0,年代后期,70,年代中期,1973,80,年代中期,1986,80,年代后期,1999,至今,出现用于机场交通管制和船用导航毫米波雷达，由于效率低，传输损失大，发展受到限制。,德国的,aeg-telefunken,和,bosch,公司共同投资研究汽车防撞雷达技术，由于价格昂贵没有后续发展。,毫米波雷达首先应用于军用系统中，如防空系统、导弹制导系统。,奔驰率先开始在,s,级轿车上采用,77ghz,自主巡航控制系统（,acc,）,欧洲在“欧洲高效安全交通系统计划（,prometheus,）”指导下重新开始了车载毫米波雷达的研制。,毫米波雷达开始研制。,美国交通部,nhtsa,对毫米波雷达和制动
6、系统做了组合系统的验证研究。,关于汽车毫米波防撞雷达研究开始活跃起来，单脉冲和连续调制波两种体制的雷达已在美、日欧汽车中广泛应用。,美国许多著名大学、研究机构，以及几百家企业逐渐开始投入毫米波雷达技术研究，毫米波雷达进入高速发展期。,随着汽车市场需求及技术进步，车载毫米波雷达进入蓬勃发展期。,毫米波技术得到很大进展，在功率源、高增益天线、集成电路等方面取得进步。,毫米波雷达概念最早提出是在军事上的应用。但是对社会意义更大的是在,20,世纪,60,年代，美国交通部,nhtsa,率先提出把毫米波雷达应用在汽车上的理论。到了,20,世纪,90,年代，三菱汽车、奔驰汽车开发出基于毫米波雷达的前向距离控
7、制系统，毫米波雷达才正式进入民用车载领域。,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,四、毫米波雷达的类型,近距离（,srr,）毫米波雷达,中距离（,mrr,）毫米波雷达,远距离（,lrr,）毫米波雷达,按照探测距离划分,77ghz,24ghz,60ghz,79ghz,按照频段划分,脉冲式毫米波雷达,调频式毫米波雷达,按照工作原理划分,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.1,按频段分类,目前世界各国对车载毫米波雷达分配频段各有不同，主要有,24g
8、hz,、,60 ghz,、,77 ghz,、,79 ghz,这几个频段。目前主流的,24ghz,和,77ghz,这两种雷达。,77 ghz,24 ghz,两类毫米波雷达检测距离示意图,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.1,按频段分类,24ghz,和,77ghz,这两种雷达主要的不同体现在探测距离和应用方向上,。,77ghz,毫米波雷达由于其较小的体积更容易实现单芯片的集成，,77ghz,毫米波雷达具备更高的识别精度、更高的信噪比以及更强的穿透能力等,。,类型,探测范围,安装位置,主要应用,2
9、4ghz,毫米波雷达,中短距离（,5070,米）、探测角度大,车辆前部和后部两侧,侧向探测，称为角雷达,77ghz,毫米波雷达,长距离（,150250,米）、探测距离远,车辆的格栅和前保险杠上,前向探测，称为中长距离雷达,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.1,按频段分类,24ghz,毫米波雷达可实现的,adas,功能：,盲区监测,开门预警,后方车辆预警,前碰撞预警,变道辅助,车道偏移报警系统,24ghz,毫米波雷达,adas,功能,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达
10、概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.1,按频段分类,77ghz,毫米波雷达可实现的,adas,功能：,自动制动,自适应巡航,前向碰撞预警,77ghz,毫米波雷达,adas,功能,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.2,按探测距离分类,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,。,为了满足不同距离范围的探测需要，一辆汽车上会安装多颗短距离、中距离和长距离毫米波雷达。,毫米波雷达类型,近距离雷达（
11、,srr,）,中距离雷达（,mrr,）,远距离雷达（,lrr,）,工作频段,/ghz,24,77,77,探测距离,/m,小于,60,100,左右,大于,200,功能,自适应巡航控制系统,（前方）,（前方）,前向碰撞预警系统,（前方）,（前方）,自动紧急制动系统,（前方）,（前方）,盲区监测系统,（侧方）,（侧方）,自动泊车辅助系统,（前方）,（后方）,（侧方）,变道辅助系统,（后方）,（后方）,后碰撞预警系统,（后方）,（后方）,行人检测系统,（前方）,（前方）,驻车开门辅助系统,（侧方）,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的
12、构成,4d,毫米波雷达,总结,4.3,按工作原理分类,1,、脉冲式,毫米波雷达,工作原理,脉冲式毫米波雷达通过发射脉冲信号与接收脉冲信号之间的时间差来计算目标距离。脉冲式毫米波雷达可以使用单天线进行发送和接收，可以对远距离的目标进行检测，且具有较高的分辨率。,脉冲式毫米波雷达测距原理,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.3,按工作原理分类,2,、调频式,毫米波雷达,工作原理,（,1,）测距,通过计算发射和接收信号之间的时间差来实现测距的功能。,tx chirp,表示发射出去的脉冲。,rx ch
13、irp,表示的是接收到的脉冲。,调频,式毫米波雷达测距原理,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.3,按工作原理分类,2,、调频式,毫米波雷达,工作原理,（,2,）测速,通过多普勒效应计算返回接收天线的雷达波频率的变化来实现测速。简单来说，目标物体的相对速度正比于频率的变化量。,调频,式毫米波雷达测,速,原理,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.3,按工作原理分类,2,、调频式,毫米波雷达,工作
14、原理,（,2,）测方位角,通过并列的接收天线接收到同一目标物体反射回来的电磁波之间的相位差计算得到方位角。在测量物体方位角时，至少需要两组接收天线，两组接收天线的位置及之间的距离是已知的。计算出物体与两组接收天线的距离后，即可确定物体的方位角。,调频,式毫米波雷达测,方位角,原理,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,4.3,按工作原理分类,3,、脉冲式与调频式,毫米波雷达,对比,与脉冲,式毫米波,雷达相比，调频,式毫米波,雷达具有以下优点：,四、毫米波雷达的类型,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波
15、雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,五、毫米波雷达系统的构成,对于汽车应用来说，毫米波雷达系统包括天线、射频组件、信号处理模块以及控制电路等部件，其中天线和射频组件是最核心的硬件部分。,毫米波雷达系统组成,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,天线,5.1,天线,天线作为毫米波发射和接收的重要部件，是汽车毫米波雷达有效工作的关键设计之一。汽车毫米波雷达的天线需要满足以下要求,:,（,1,）天线能够大批量生产且低成本。,（,2,）天线的设计要便于安装在车的头部。同时，天线必须被集成
16、在车内而不能影响汽车的外观。,五、毫米波雷达系统的构成,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,5.1,天线,因为毫米波的波长只有毫米长度，所以天线可以实现小型化，通过设计多根天线可以形成列阵，达到窄波束的目的,。目前毫米波雷达天线的主流方案是微带阵列，最常见的一种是设计成可集成在,pcb,板上的“微带贴片天线”，它的优点有以下几点：,五、毫米波雷达系统的构成,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,5.2,射频组件,射频组件负责毫米波信号调制、发射、接收以及回波信号的解调等，为满足车载雷达小体积、低成本等要求，目前最主流的方案就是将射频组件集成化，即单片微波集成电路（,mmic,）。,mmic,示意图,五、毫米波雷达系统的构成,课程导入,毫米波雷达的类型,毫米波雷达概念,毫米波雷达的发展历程,毫米波雷达系统的构成,4d,毫米波雷达,总结,5.3,信号处理模块,信号处理模块通过嵌入不同的信号处理算法，提取从射频前端采集得到的中频信号，获得特定类