无人驾驶感知篇之毫米波雷达

1.什么是毫米波雷达？
昨天上海又新增两千多例，希望上海的疫情能早点过去吧！首先说说什么是毫米波吧。一开始接触毫米波雷达，感觉还挺好的，哈哈，各种大小的，国内国外的。国内现在做的也很不错的，首先给国内研发毫米波雷达的公司点个赞。毫米波，英文简称 mmWave，是一类使用短波长电磁波的特殊雷达技术。在电磁频谱中，这种波长被视为短波长，也是该技术的优势之一。主要工作频率为 76–81GHz（对应波长约为 4mm）的毫米波系统将能够检测小至零点几毫米的移动雷达系统发射的电磁波信号被其发射路径上的物体阻挡继而会发生反射。通过捕捉反射的信号，雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。如图1为毫米波雷达硬件

                               图1 毫米波雷达硬件

2，毫米波雷达的结构
完整的毫米波雷达系统包括发送 (TX)和接收 (RX)射频 (RF)组件，以及时钟等模拟组件，还有模数转换器 (ADC)、微控制器 (MCU) 和数字信号处理器 (DSP) 等数字组件。

                               图2 毫米波雷达组件

3.毫米波雷达的工作机理
根据发送波的方式，一般可以分为三种形式的雷达，脉冲方式的毫米波雷达，调频连续波方式的毫米波雷达，ESR毫米波雷达。目前运用比较广泛的就是调频连续波方式的毫米波雷达，就是咱们经常说的FMCW。咱们可以理解为频率线性增加的正弦波信号，如下图所示：

                              图3  FMCW原理

如果改变坐标系，改成f-t模式，如下图所示，咱们举个例，这个图就是可以比较清晰的表达对应的带宽，起始频率，持续时间。下图为同一个线性调频脉冲信号（频率作为时间的函数）。该线性调频脉冲具有起始频率 (fc)、带宽(B)和持续时间 (Tc)。该线性调频脉冲的斜率 (S)捕捉频率的变化率。在例子中图 2 提供的示例中，fc = 77 GHz，B = 4 GHz，Tc = 40 µs，S = 100 MHz/µs.

                图4  FMCW原理的f-t模式

毫米波雷达的应用
毫米波雷达的应用就用一张图来说明，不再具体说了。

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