智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器技術(shù) 課件 7.3+毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)原理

2023煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院楊立霞毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)原理1.毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)目錄CONTENTS2.毫米波雷達(dá)的工作路徑3.毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理天線射頻組件信號(hào)處理模塊控制電路等構(gòu)成其中天線和射頻組件是最核心的硬件部分。毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)其中，天線板上從上至下分別是10根發(fā)射天線TX1，然后是2根發(fā)射天線TX2，最后是4根接收天線RX1至RX4。因?yàn)榻幍囊暯牵‵OV）比較大，大概有90度，所以需要更多天線，而遠(yuǎn)處的視角小，大概只有20度，所以兩根天線就夠了。毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)雷達(dá)的收發(fā)芯片通常使用一種特殊的半導(dǎo)體，如硅鍺(SiCe)雙極晶體管、CMOS等。毫米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)毫米波雷達(dá)的工作路徑毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理（1）測(cè)距原理雷達(dá)調(diào)頻器通過(guò)天線發(fā)射毫米波信號(hào)，發(fā)射信號(hào)遇到目標(biāo)后，經(jīng)目標(biāo)的反射會(huì)產(chǎn)生回波信號(hào)，發(fā)射信號(hào)與回波信號(hào)相比形狀相同，時(shí)間上存在差值。發(fā)射信號(hào)與回波信號(hào)對(duì)比圖毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理（1）測(cè)距原理發(fā)射信號(hào)與反射信號(hào)間的頻率差值直接取決于和目標(biāo)之間的距離。距離越大，則發(fā)射信號(hào)接收的往返時(shí)間越長(zhǎng)，并且發(fā)射頻率與接收頻率間的差值越大。應(yīng)用FMCW調(diào)制的毫米波雷達(dá)測(cè)距示意圖毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理（2）測(cè)速原理當(dāng)目標(biāo)與雷達(dá)信號(hào)發(fā)射源之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)射信號(hào)與回波信號(hào)之間除存在時(shí)間差外，頻率上還會(huì)產(chǎn)生多普勒位移。例如，當(dāng)前方車輛快速行駛時(shí)，車距加大，由于多普勒效應(yīng)，反射信號(hào)（ΔfD）的頻率將變小。這將導(dǎo)致上坡(Δf1)和下坡(Δf2)時(shí)的頻率產(chǎn)生差值。應(yīng)用FMCW調(diào)制的毫米波雷達(dá)測(cè)速原理圖毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理（2）測(cè)速原理毫米波雷達(dá)測(cè)量的距離和速度公式：式中：s為相對(duì)距離；u為相對(duì)速度；c為光速；f0為發(fā)射信號(hào)的中心頻率。毫米波雷達(dá)的測(cè)量原理（3）測(cè)量方位角原理方位角測(cè)量原理是通過(guò)發(fā)射天線TX向目標(biāo)發(fā)射毫米波，兩個(gè)接收天線RX1和RX2接收目標(biāo)反射信號(hào)。方位角αAZ是將毫米波雷達(dá)接收天線RX1和接收天線RX2之間的幾何距離d，以及兩根毫米波雷達(dá)天線所收到反射回波的相位差b，進(jìn)行三角函數(shù)計(jì)算得到的值，可以據(jù)此知道被監(jiān)測(cè)