車載毫米波雷達(dá)的工作原理是什么？

車載毫米波雷達(dá)通過(guò)發(fā)出和接收電磁波來(lái)工作。

它發(fā)出的毫米波頻段高于無(wú)線電，低于可見(jiàn)光和紅外線，頻率范圍在 10GHz 至 200GHz 之間，波長(zhǎng)在 1mm 至 1cm 之間。

工作時(shí)，通過(guò)天線發(fā)射毫米波，遇到目標(biāo)后反射回波，雷達(dá)接收回波并處理，從而探測(cè)目標(biāo)的有無(wú)、距離、速度和方位。

毫米波雷達(dá)的方位探測(cè)利用較窄波束，因目標(biāo)在大范圍波束中無(wú)法精確判斷方位，所以利用波長(zhǎng)短的特性，使用大量陣列天線構(gòu)成窄波束，提高方位精度。

按頻率，毫米波主要分為 24GHz、77GHz、79GHz 三類。24GHz 短波雷達(dá)感測(cè)距離約 0.15 公尺至 30 公尺，用于停車輔助；77GHz 感測(cè)距離約 1 公尺至 100 公尺，用于盲點(diǎn)探測(cè)；79GHz 感測(cè)范圍可達(dá) 250 公尺，用于主動(dòng)巡航和前向碰撞報(bào)警。

從工作方式看，毫米波雷達(dá)分脈沖和連續(xù)波類型。脈沖方式能通過(guò)對(duì)比接收回波與發(fā)射信號(hào)不同頻率，利用多普勒效應(yīng)得目標(biāo)速度和距離信息，但因單次脈沖功率大、有間歇期盲區(qū)，未被采用。CW 恒頻連續(xù)波能測(cè)速度但不能測(cè)距。FMCW 調(diào)頻連續(xù)波可同時(shí)測(cè)速度和距離，發(fā)射頻率隨時(shí)間線性變化，能同時(shí)獲取時(shí)間和多普勒效應(yīng)特征點(diǎn)。

毫米波雷達(dá)的數(shù)據(jù)傳輸方面，以博世第四代 MRR 為例，雷達(dá)芯片有數(shù)據(jù)處理能力，一般有兩種信號(hào)傳遞方式。一是直接給出 32 個(gè)原始目標(biāo)及是否靜止運(yùn)動(dòng)，主機(jī)廠結(jié)合視覺(jué)算法判斷障礙物；二是雷達(dá)控制器從原始目標(biāo)中篩選出功能安全目標(biāo)。這兩種模式傳遞低數(shù)據(jù)量特征點(diǎn)，與控制器間用 CAN 通訊。

毫米波雷達(dá)優(yōu)點(diǎn)眾多，比如穿透力強(qiáng)、全天候工作、性能穩(wěn)定、可靠，反射面大。但也有缺點(diǎn)，如無(wú)法提供高度信息、空間分辨率一般，對(duì)靜態(tài)目標(biāo)可能漏檢，導(dǎo)致自動(dòng)駕駛系統(tǒng)錯(cuò)誤決策。

而且毫米波雷達(dá)芯片被少數(shù)企業(yè)壟斷，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，PCB 基材和結(jié)構(gòu)布局也受國(guó)外企業(yè)壟斷。

未來(lái)，毫米波雷達(dá)發(fā)展方向包括前向 MRR 和 LRR 往高頻率 77/79GHz 方向演化，利用波長(zhǎng)短特性用陣列天線構(gòu)成窄波束覆蓋寬方位角，提高雷達(dá)頻率減小天線孔徑和波束，提高探測(cè)精度。