毫米波雷達傳感器如何做到"全天候"？

毫米波雷達使用的技術是毫米波(millimeterwave)，通常縮寫為MMW，波長為1～10毫米，頻率為30~300GHz的電磁波。

根據波的傳播理論，頻率越高，波長越短，分辨率越高，穿透能力越強，所以與其他微波相比，毫米波的分辨率高、指向性好、抗干擾能力強和探測性能好。與紅外相比，毫米波的大氣衰減小、對煙霧灰塵具有更好的穿透性、受天氣影響小。這些特質決定了毫米波雷達具有全天時、全天候的工作能力。

車載毫米波雷達主要集中在24GHz和77GHz這2個頻段：

24GHz雷達主要實現近程和中程探測，可用于汽車盲點監測、車道偏離預警、泊車輔助等功能。24GHz雷達是最早劃分出來民用的，很長時間內汽車上都用這個。但是現在歐美對24GHz使用帶寬有所限制，并且24GHz雷達的天線體積因為波長的原因相對較大。

77GHz雷達可以實現遠程探測，可用于自動緊急制動、自適應巡航、前向碰撞預警等主動安全領域的功能。77GHz雷達也可以實現短距和中短距離的汽車應用。77GHz的波長是3.9mm，是真正意義上的毫米波，正逐步取代24GHz，成為汽車領域主流的傳感器。

在工業上，較多使用的毫米波雷達頻段是60GHz。

完整的毫米波雷達系統如何工作？

以車載毫米波雷達為例，完整的毫米波雷達系統包括發射器 (TX) 和接收器 (RX) 等射頻 (RF) 組件，以及時鐘等模擬組件和模數轉換器、微控制器單元和數字信號處理器等數字組件。

第一步：使用波形發生器產生雷達信號，通過天線向外發射毫米波，同時天線也需要接收空氣中電磁波送給接收器，經后方處理后快速準確地獲取汽車車身周圍的物理環境信息(如汽車與其他物體之間的相對距離、相對速度、角度、運動方向等)。

第二步：根據所探知的物體信息進行目標追蹤和識別分類，進而結合車身動態信息進行數據融合，最終通過中央處理單元進行智能處理。

第三步：經合理決策后，以聲、光及觸覺等多種方式告知或警告駕駛員，或及時對汽車做出主動干預，從而保證駕駛過程的安全性和舒適性，減少事故發生幾率。

車載毫米波雷達系統硬件核心

車載毫米波雷達系統的的硬件核心就是MMIC(單片微波集成電路)芯片，一塊芯片上包含多種功能，比如低噪聲放大器(LNA)、功率放大器、混頻器、檢波器、調制器、壓控振蕩器(VCO)、移相器等。

汽車級應用：#

級聯成像雷達系統：4片AWR2243級聯通過PCB布局，發射天線和接收天線等效達192根天線的虛擬通道，這樣的好處：

一是提供1°的角度分辨率，可以清晰的識別出物體周圍的環境，比如人、自行車、汽車、柵欄等，還能分辨出較遠距汽車所在的車道，這是普通雷達不具備的；

二是將天線的能力在空間內做累積，大大提高了雷達的監測距離，甚至可以監測到500米外的目標。

2)基于AWR1642的非接觸式呼吸心跳監測，可以用于觀察司機的狀態，比如心跳、呼吸頻率等，提早做出預判保障行車安全。

3)AWR6843車廂內人員與方位檢測方案，對轎車內有無人員以及人員的方位進行檢測。只需將雷達放置在汽車頂部，就可以檢測到5個座位的人員情況。通過這個方案可以看到是否有兒童被遺忘在車內，還可以為判斷每個座位上的人是否綁定安全帶提供正確的人員存在信息。

工業級應用：

1)基于IWR6843毫米波傳感器避障和路徑規劃ROS機器人：IWR6843是集成有處理器、掃描范圍在 60GHz 至 64GHz 單芯片智能毫米波傳感器。所有障礙物的信息可以通過IWR6843采集并處理。之后通過USB傳輸到PC(或者其他運行ROS的處理器，例如AM57xx)上，可以通過PC(或者其他處理器)控制機器人的路徑規劃和避障。

2)跌倒檢測方案：使用的是60GHz頻段的IWR6843，通過追蹤人員的XYZ三維的信息，判斷是跌倒還是正常狀態，可以廣泛的應用在智能家居中，比如監測獨居老人的狀態。

3)人員存在與手勢檢測方案，可以用于移動電子設備的手勢識別，比如在電腦屏幕前進行手勢識別操作，實現PPT翻頁等功能。

4)人員定位與跟蹤方案，可以進行一定空間內的人數統計。舉個例子，可以通過檢測房間內是否有人，進行照明控制。

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總結

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