坐在汽车的保险杠中的雷达与用于着陆的单位矢量平面相同。这是最重要的差异。
Leland Teschler |执行编辑
最后一次在飞机上发现自己，空中交通控制器可能会通过在大约2 GHz的雷达集上追踪您的雷达集。相比之下，有助于停放汽车的雷达并让您免于在您的前方击中制动的车辆，在77 GHz下泵出来。（使用24 GHz的旧系统，到2022年逐步淘汰。）
今天的汽车雷达通常采用包含RF板和信号处理板的模块的形式。一个例子是来自NXP的RDK-S32R274模块。它通常用作雷达开发平台，但也可以用作碰撞避免，自适应巡航控制和占用检测的这种任务。可见以下是TEF8102 RFCMOS收发器和天线阵列。S32R27微控制器和FS8410电源管理IC坐在安装在RF部分后面的板上。据说最大范围为180米，范围精度为0.175米。据说角度分辨率为4.25°±0.25°。底部，带有天线的封闭式汽车雷达模块朝向相机。
今天广泛使用了几种雷达。车辆中使用的类型称为频率调制的连续波，FMCW。（OFDM和随机雷达上有学术工作，但这些类型需要比目前实用的更多处理能力。）而不是发出一个简单的脉冲，而不是从目标反射回来，FMCW发出啁啾，频率在其频率上升的脉冲传播。从发射机出来的啁啾频率与接收反射的频率（在任何一个时间）之间的差异与从发射器到物体的距离线性相关。
配备雷达的车辆的当前产生通常具有一个前雷达，用于自适应巡航控制，其范围约为150米。对于紧急制动辅助，通常存在具有更广泛的视野（FOV）的第二前雷达。在后部，有两个雷达，可用于检测汽车后面的车辆的80米。
工业分析师预计将来所有这些雷达的范围都在未来上升，特别是对后雷达预测，预测达到160米。整体效果将是汽车周围360°茧。
建筑模块
目前典型的车载雷达模块包含五个主要功能模块:天线、射频部分、高速数字接口、信号处理器和功率部分。
汽车系统具有两种类型的天线，垂直和水平极化，或仅为V和H.V是传统类型。垂直极化具有较少的杂波，但是具有有限的方位角（水平偏差角）FOV，因为单元素贴片V辐射器具有窄的辐射图案。类似地，水平极化需要更宽的方位角FOV，但是在所得的目标模式中的涟漪更多。
大多数雷达前端部件采用RF CMOS。通常的配置是将RF组件放在一个PCB上，在另一个PCB上进行信号处理。（可以找到单芯片雷达单元，但由于处理器和RF分量都运行热，可能存在热挑战。）
来自NXP的MR3003收发器芯片的框图说明了汽车FMCW模块的典型化妆。本地振荡器（LO）产生线性频率调制的连续波信号，啁啾由功率放大器放大并从天线发送。接收天线拦截反射信号，然后将其放大并与LO信号混合。这种混合产生LO和回波频率和它们的差。滤除总和，然后将输出（节拍频率或中频，IF）输出发送到数字化的处理模块。
在典型的汽车FMCW模块中，本振(LO)产生线性调频连续波信号，即啁啾，由功率放大器放大并从天线传输。接收天线拦截反射信号，然后将其放大并与LO信号混合。这种混合产生LO和回波频率和它们的差。和被过滤掉，差值(拍频或中频，IF)输出被数字化。ADC的数字化输出送到信号处理器，该处理器对结果信号进行目标分析。信号处理器通常包含2到6核，包括用于fft的专用硬件。
需要注意的一点是，与其他汽车子系统的接口往往是雷达系统的一个严重限制因素。为了了解原因，考虑一个雷达传感器在10毫秒的测量时间和50毫秒的周期时间中以20毫秒/秒的有效速率采样。如果ADC是12位/采样，一个快速计算给出1.2 MB每测量和24 MB/秒的数据速率为4个接收通道。问题是，当今最快的管道是高速以太网。比特率为100mbit /s或11.75 MB/s。因此，如果与雷达传感器一起使用，高速以太网连接将以12.25 MB/秒的速度备份传感器数据。
今天的自动雷达通常使用啁啾波形，其频率从77增加到77.8 GHz。发送和回波信号之间的频率瞬时差异与时间延迟成比例，时间延迟与范围成比例。因此，IF信号的测量提供了范围信息。它的数字化版本是计算范围和识别目标的基础。
当目标正在移动时，会产生复制。由于多普勒效应，反射波的频率存在频率，因此IF频率不仅取决于范围，还取决于目标的相对速度。为了解决歧义，自动雷达通常使用它们的信号处理器将多普勒频率与范围频率分开。
通常的技术是发出几个快速啁啾，即啁啾序列。得到的数据放置在通常表示为二维阵列的数据矩阵中，其中每个收集的啁啾的检测到频率在单个列中。
自动雷达通常使用信号处理器将多普勒频率和距离频率分开。通常的技术是发射几个快速的啁啾，然后将得到的回波数据放入一个矩阵中，这个矩阵通常表示为一个二维阵列，每一个采集到的啁啾的检测频率显示在一个列中。列的内容通常被称为“快时间”，而行的内容被称为“慢时间”。对快时间项执行FFT，然后对慢时间数据执行FFT，给出一个或多个目标的速度和范围。汽车应用还需要从雷达传感器的角度位置来解析目标。为了做到这一点，雷达通常使用4到16个天线。每个天线输出都有一个快时和慢时FFT。由此产生的数据通常被视为多维数据集X和y轴由快速和慢速数据和a组成Z.表示每个天线的数据的轴。有效地，这种立方体表示具有速度，距离和方位角轴的3D图。
列的内容通常被称为“快时间”，而行的内容被称为“慢时间”。啁啾序列信号处理从在快速时间条目上执行的FFT开始，然后在慢速数据上进行FFT。沿快速时间轴的FFT有效地提供了所谓的范围压缩，因为它将所有反射的能量压缩到范围内。类似地，沿慢速轴的第二FFT提供速度压缩。在有单个目标的简单情况下，在目标范围和速度下获得单个峰值。
二维FFT给出一个或多个目标的速度和范围。目标基本上高于一些噪声阈值。（此阈值的设置是自身和本身的处理问题。）但是汽车应用还需要在从雷达传感器的角度位置解决目标。为了测量该角度位置，雷达通常使用多个天线，通常在4和16之间。在每个天线输出上发生快速和慢速的FFT。由此产生的数据通常被视为多维数据集X和y轴由快速和慢速数据和a组成Z.表示每个天线的数据的轴。有效地，这种立方体表示具有速度，距离和方位角轴的3D图。
目标的角位置是由接收信号在相邻雷达波束中的幅值比决定的，通常称为单脉冲技术。单脉冲技术将雷达信号发送到稍微不同的方向(也许还有稍微不同的相位)。反射信号分别被放大，并相互比较，表明哪个方向有更强的回波，从而表明目标相对于雷达主轴的总方向。这种比较是在一个脉冲期间进行的，因此被称为单脉冲。
单脉冲方法的优点是计算成本低——它可以在每个测量周期轻松跟踪100个目标。缺点之一是相对粗糙的角度分辨率。因此，雷达系统信号处理器通常会对它们识别的每个回波进行快速测试，以决定它是来自单个目标还是来自几个必须分离的目标。分离过程需要使用更复杂的算法，如Bartlett或MVDR(最小方差无失真响应)波束形成。
天线的有效接收横截面（孔径）越大，解决目标角度的能力越大。这就是为什么对汽车雷达的MIMO（多个/多个）天线阵列非常兴趣的原因。具有仅四个接收通道的MIMO阵列和三个发送通道可以合成12个虚拟接收天线的阵列，其在天线孔中的相应升高。
总而言之，汽车应用中的啁啾序列FMCW雷达通常可以在20至200米的典型范围内将目标范围分解到7至36之间。范围分辨率反向依赖于Chirp带宽;带宽可以是800 MHz，1 GHz或1.6 GHz。自动雷达通常可以将速度解析为0.14至1.14米/秒的速度。
最终要注意的是情境因素可以极大地影响雷达性能。经典例子是应用于保险杠的金属涂料。油漆不仅覆盖了保险杠，还包括用于停车的雷达天线。专家说，这种金属涂料将雷达的检测范围降低1.5至1.7。DW.
参考
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