智能网联汽车技术(05)：毫米波雷达技术与应用
毫米波雷达是工作在毫米波频段（30～300GHz）的雷达，它通过发射与接收高频电磁波来探测目标，后端信号处理模块利用回波信号计算出目标的距离、速度和角度等信息。
毫米波雷达是智能网联汽车核心传感器之一，主要用于自适应巡航控制系统（ACC）、自动制动辅助系统（AEB）、前向碰撞预警系统（FCW）、盲区监测系统（BSD）、变道辅助系统（LCA）等。
一、毫米波雷达的特点
毫米波雷达具有以下优点
①优异的探测性能。毫米波波长较短，并且汽车在行驶中的前方目标一般都是金属构成，这会形成很强的电磁反射，其探测不受颜色与温度的影响。
②快速的响应速度。毫米波的传播速度与光速一样，并且其调制简单，配合高速信号处理系统，可以快速地测量出目标的角度、距离、速度等信息。
③对环境适应性强。毫米波具有很强的穿透能力，在雨、雪、大雾等恶劣天气依然可以正常工作，由于其天线属于微波天线，相比于光波天线，它在大雨及轻微上霜的情况下依然可以正常工作。
④抗干扰能力强。毫米波雷达一般工作在高频段，而周围的噪声和干扰处于中低频区，基本上不会影响毫米波雷达的正常运行，因此，毫米波雷达具有抗低频干扰特性。
毫米波雷达具有以下不足
①覆盖区域呈扇形，有盲点区域。
二、毫米波雷达的测量原理
车载毫米波雷达根据测量原理的不同，一般分为脉冲方式和调频连续波方式两种。
脉冲方式测量原理简单，但由于受技术、元器件等方面的影响，实际应用中很难实现。采用脉冲方式的毫米波雷达需在很短的时间（一般都是微秒的数量级）内发射大功率的信号脉冲，通过脉冲信号控制雷达发射装置发射出高频信号，因此在硬件结构上比较复杂，成本高。
为了避免发射信号窜入接收信号中，需进行隔离技术处理，通常情况下，采用环形器或者使用不同的天线收发以避免发射信号的窜入，但这样就导致硬件结构的复杂性增加，产品成本高。故在车用领域，脉冲测量方式运用较少。
目前，大多数车载毫米波雷达都采用调频连续波方式。由于毫米波雷达具有监测目标的位置、速度和方位角的优势，再结合毫米波雷达较强的抗干扰能力，可以全天候全天时稳定工作，因此，毫米波雷达是智能网联汽车核心传感器之一。
三、毫米波雷达的类型
毫米波雷达可以按照工作原理、探测距离和频段进行分类。
1.按工作原理分类
毫米波雷达按工作原理的不同可以分为脉冲式毫米波雷达与调频式连续毫米波雷达两类。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；调频式连续毫米波雷达是利用多普勒效应测量得出不同距离的目标的速度。脉冲式毫米波雷达测量原理简单，但由于受技术、元器件等方面的影响，实际应用中很难实现。目前，大多数车载毫米波雷达都采用调频式连续毫米波雷达。
2.按探测距离分类
毫米波雷达按探测距离可分为短程（SRR）、中程（MRR）和远程（LRR）毫米波雷达。短程毫米波雷达一般探测距离小于60m；中程毫米波雷达一般探测距离为100m左右；远程毫米波雷达探测距离一般大于200m。
3.按频段分类
毫米波雷达按采用的毫米波频段不同，划分有24GHz、60GHz、77GHz，77GHz适合远距离探测。
从24GHz过渡到77GHz，距离分辨率和精度将会提高约20倍。例如，24GHz毫米波雷达的距离分辨率为75cm，而77GHz毫米波雷达则提高到4cm，这使其可以更好地探测多个彼此靠近的目标。
四、毫米波雷达的技术参数
毫米波雷达的技术参数主要有最大探测距离、距离分辨率、距离测量精度、最大探测速度、速度分辨率、速度测量精度、视场角、角度分辨率和角度测量精度等。
（1）最大探测距离指毫米波雷达所能检测目标的最大距离，不同的毫米波雷达，最大探测距离是不同的。
（2）距离分辨率表示距离方向分辨两个目标的能力。
（3）距离测量精度表示单目标的距离测量精度，取决于信噪比。
（4）最大探测速度指毫米波雷达能够探测目标的最大速度。
（5）速度分辨率表示速度维区分两个同一位置的目标的能力。
（6）速度测量精度表示单目标的速度测量精度，取决于信噪比。
（7）视场角分为水平视场角和垂直视场角，是指毫米波雷达能够探测的角度范围。
（8）角度分辨率表示在角度维区分相同距离、相同速度目标的能力。雷达的角度分辨率一般较低，在实际情况下，由于距离、速度分辨率较高，目标一般可以在距离维和速度维被区分开。
（9）角度测量精度表示单目标的角度测量精度。
五、毫米波雷达的产品
在全球毫米波雷达市场上，占主导地位的是德国、美国、日本等国家的产品，如大陆、博世、奥托立夫、德尔福、电装、森思泰克等公司。国内一些初创公司也推出毫米波雷达产品，但还属于低端市场。
六、毫米波雷达的应用
毫米波雷达在智能网联汽车上的应用主要有自适应巡航控制系统、前向碰撞预警系统、自动制动辅助系统、盲区监测系统、变道辅助系统等先进智能辅助驾驶系统。