毫米波雷達應用簡介

關鍵字 :毫米波雷達

雷達
雷達(RADAR , Radio Detection and Ranging - 無線電偵測和定距)。利用“電磁能量”以固定方向發射至空間中,藉由接收空間物體所反射之電波,可以計算出該物體之距離、角度及速度,並且可以探測物體的形狀。

 

起源
雷達的出現,是二次大戰,英國需要可探測空中金屬物體所開發出的,能幫助搜尋敵方飛機。因二戰期間所需,使得雷達技術快速的發展。

大家所知道的雷達應用,認知上多數應該為軍事用途具多。因科技的創新,雷達也可用來進行通訊基站的傳送接收等用途使用。近年來隨著科技進步,早在好幾年前,就打算將雷達商業化,並導入民間廣泛的使用。將傳統國防軍用的雷達技術,轉至工業、商業化應用。也因雷達芯片整合了複雜的硬體線路,大幅度降低雷達開發的技術門檻。

近幾年因自駕車的蓬勃發展,汽車產業電子化的興起趨勢,雷達用來作為先進駕駛輔助系統 (ADAS ,Advanced Driver Assistance Systems ),不可或缺感測器之一。在工業、商業的應用更是廣泛,可用來偵測距離、手勢控制、馬達震動、監控 … 等,也包含下世代 5G 的通訊傳輸應用。

 淺談汽車雷達
目前市面上已量產的汽車雷達主要為24GHz 頻段居多,屬於中短距離(15~50m)。毫米波雷達具有體積小、全天候(大雨、下雪、霧)運作之優點,不過在精度上較低、探測距離較短,需要搭配其它感測元件來做互補。也因雷達開始廣泛用於 ADAS 系統,想要有更好的解析度、分辨綠及遠距離偵測,逐步用 77GHz 雷達來進行取代 24GHz。

 

以下為 ADAS 感測元件比較表

 

超音波雷達

攝像頭

激光雷達

毫米波雷達

距離

夜間偵測

下雨

角度

全天候運作

解析度

成本

 

 

24Ghz 雷達汽車的應用


24GHz 雷達為ISM頻段,其頻寬 250MHz,在分辨率與探測距離有其限制。24GHz雷達具有繞射能力強、信號損失衰小之優點。24GHz 毫米波雷達適合用於短距離的偵測系統,如盲區偵測報警系統(BSD)、後方車側交通輔助系統(RCTA)、停車開門報警系統(DOW)、變換車道輔助(LCA)。

    


77Ghz 雷達汽車的應用
77GHz雷達由於工作頻率較高具有頻寬更大、距離檢測精度、分辨率及解析度更高、抗干擾能力更強、設備體積更小更易於安裝…等優點,因此77GHz毫米波雷達常能用於中長距離的偵測系統,如 前方碰撞預防(FCW) 、後方防碰撞系統(CW)、 自動緊急煞車(AEB)、 …等等。




分析24GHz77GHz 雷達的差異性
1. 根據電磁波原理,天線長度為電磁波波長的1/2或1/4時,收訊情況最好。則頻率越高、波長越短,天線就可以做的越小,雷達體積也會較小。
2. 高頻電磁波也代表著能量較高,能讓天線產生足夠的增益,傳送比較遠的距離。但高頻電磁波的繞射性質比較差,不容易繞過障礙物。
3. 77GHz毫米波雷達「分辨率」的提升。  分辨率定義為“雷達可以區分的兩個物體的最近距離”。  24GHz 雷達分辨率約為 60cm, 77GHz 雷達分辨率約為 4cm。

 

毫米波雷達應用趨勢

    目前各國針對車載毫米波雷達所分配的頻段各有不同,主要還是集中於24GHz及77GHz,少數國家則採用了60GHz頻段。 

    在2015年的世界無線電通信大會上,各國定義將77GHz頻段劃分為 “車載高分辨率雷達頻段”,因此77GHz成為國際標準。由於高頻段的77GHz相對於24GHz具有諸多優勢,使得60GHz逐漸轉而開發77GHz的毫米波雷達。 

    歐洲電信標準協會(ETSI) 和美國聯邦傳播委員會(FCC) 制定規則標準,自2018年9月起禁止新產品使用24GHz頻段。所有使用24GHz頻段工業用途產品必須在2022年之前逐步淘汰。然而,60GHz頻段成為全球工業環境中雷達感測應用的替代方案。 

    此外,Bosch進行開發提供短距離停車輔助用途之122GHz產品,以及下一代具備更高解析度之140GHz未來產品。

 

★博文內容均由個人提供,與平台無關,如有違法或侵權,請與網站管理員聯繫。

★文明上網,請理性發言。內容一周內被舉報5次,發文人進小黑屋喔~

評論