无人驾驶传感器------毫米波雷达

1. 什么是毫米波雷达？？

毫米波雷达是指工作在30-300GHz频段，波长为1-10mm的雷达，毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。毫米波雷达具有探测距离远、响应速度快、适应能力强等特点，其探测距离可达250m以上，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距离、速度、角度等信息。毫米波雷达与其他雷达相比，穿透能力比较强，在雨、雪、大雾等极端天气下也能进行工作，同时不会受颜色、温度、光照度等因素的影响，具有全天候的特点。

2.毫米波雷达分类

按采用的毫米波频段不同，分为24GHz、77GHz和79GHz等频段，主流可用频段为24GHz和77GHz，79GHz有可能是未来发展趋势。

按探测距离可分为近距离（SRR，小于60m）、中距离（MRR，100m左右）和远距离（LRR，大于200m）三种。

按工作原理可以分为脉冲式和调频式两类，目前大多数车载毫米波雷达都为调频式。

3.毫米波雷达工作过程

 

毫米波雷达的工作过程是通过天线向外发射毫米波，接收机接收目标反射信号，经信号处理器处理后快速准确地获取汽车周围的环境信息，如汽车与其他物体之间的相对距离、相对速度、角度、行驶方向等，然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别，融合车身动态信息，通过中央处理单元进行处理，经合理决策后，通过报警装置以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员，或通过控制执行装置及时对汽车做出主动干预，从而保证汽车行驶安全性和舒适性，减少事故。

4.毫米波雷达主要应用

毫米波雷达广泛应用于智能网联汽车的自适应巡航控制系统、前车防撞预警系统、自动刹车辅助系统、盲区监测系统、自动泊车辅助系统、变道辅助系统、后碰撞预警系统、行人监测系统、驻车开门辅助系统等先进驾驶辅助系统（ADAS）中。

5.毫米波雷达的测试项目分析

毫米波雷达的测试项目及过程主要包含了早期的功能测试及关键性能测试，中期的硬件在环测试及后期的实际使用性测试。功能测试主要通过雷达障碍物模拟一个或多个距离、速度、角度的汽车、非机动车辆及行人等，然后对雷达距离范围、距离精度、速度范围、速度精度、角度范围、角度精度、雷达散射截面、波达角等进行测试，得到雷达的功能测试结果。性能测试则是通过对雷达发射机、接收机等部件本身性能的测试，包含发射信号频率、信号功率、发射功率、相位噪声、调频线性度、带外杂散、chirp等性能指标测试。中期的硬件在环测试则是配合汽车动力学仿真软件与其他设备进行硬件在环 (HIL)测试。使用性测试则是在实验场通过实际ADAS场景搭建进行最后的使用性确认。

a.测试设备：

毫米波雷达测试设备主要的国外供应商有总部位于德国慕尼黑的罗德与施瓦茨（R&S）、美国dSPACE、日本东扬精测系统等。国内目前可查的只有苏州凌创瑞地在做车载毫米波雷达相关设备及整体测试系统的研发工作。罗德与施瓦茨公司R&S毫米波雷达测试系统可满足24GHz，77GHz，79GHz雷达的测试要求，分析带宽高达5GHz。该系统可以对毫米波雷达的发射机、接收机进行全方面的性能评估，能够对多目标进行距离、速度、角度等方面的测试。同时该测试系统支持与硬件在环系统相结合，实现从雷达环境感知、分析判断到决策的全过程测试。dSPACE该设备主要测试车载雷达对目标的监测能力。该设备的主体是一个圆桶状的电磁屏蔽暗箱，暗箱的内壁上有4个可沿内壁移动的模拟雷达目标物。该雷达目标模拟器的模拟目标是与视频黑箱内的场景障碍物同步联动的，但对10m以内的障碍物模拟精度较低。日本东扬精测系统公司的ASGARD型系统模拟了目标车辆装载雷达的交通状况。雷达反射点的速度、距离被添加到光谱领域的信号中，使目标车完全产生在实际交通状况下的视觉，其主要用于汽车ADAS自动驾驶辅助系统功能是否满足要求的评价。苏州凌创瑞地研发的雷达测试系统，兼容24GHz& 77GHz毫米波雷达，可实现雷达目标模拟，雷达功能和性能测试，雷达样品实景测试兼容多种第三方场景仿真软件，如Carmaker，PreScan，VTD。

b.测试标准建设现状

国际上毫米波雷达测试标准是欧洲电信标准化协会的《ETSI EN 303 396 V1.1.1（2016-12）短程设备；车载和监控雷达测量技术》及其相关标准，规定了车载毫米波雷达的一些性能指标及测试方法，但是没有针对雷达模组功能测试相关的方法。国内针对毫米波雷达的标准主要是国标《GB∕T36654-2018 76GHz车辆无线电设备射频指标技术要求及测试方法》其也只规定了车载毫米波雷达的一些性能指标及测试方法，但是没有针对雷达模组功能测试相关的方法。2020年7月17日，中国汽车工业协会发布了《T/CAAMTB 15-2020 车载毫米波雷达测试方法》，提出了对雷达性能及雷达模组测试方法。