ADAS系統(tǒng)中不同類(lèi)型的雷達(dá)傳感器應(yīng)該如何現(xiàn)在電路材料

　　將來(lái)某一天，自動(dòng)駕駛車(chē)輛將可能比現(xiàn)在駕駛員駕駛的機(jī)動(dòng)車(chē)輛更加安全。但在駕駛員開(kāi)始放開(kāi)方向盤(pán)之前，一些電子功能部件必須成為商用車(chē)輛的標(biāo)準(zhǔn)配置，包括毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，攝像頭和（或）激光雷達(dá)。與公路相比，雷達(dá)似乎與戰(zhàn)場(chǎng)更容易聯(lián)系在一起。但其正穩(wěn)步成為一種非?？煽康?a target='_blank' class='arckwlink_none'>傳感器技術(shù)，作為現(xiàn)代汽車(chē)中先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）技術(shù)的一部分為現(xiàn)代商用車(chē)輛提供電子安全功能。毫米波雷達(dá)系統(tǒng)是汽車(chē)工業(yè)中的一項(xiàng)成熟技術(shù)，作為第一個(gè)主動(dòng)安全功能的制動(dòng)輔助系統(tǒng)，自1996 年以來(lái)一直由梅賽德斯- 奔馳公司使用，現(xiàn)在通常用于現(xiàn)代ADAS系統(tǒng)中的盲點(diǎn)檢測(cè)和防碰撞保護(hù)。毫米波雷達(dá)有助于自動(dòng)駕駛汽車(chē)成為可能，但它們需要多個(gè)要素相結(jié)合，包括能為頻率在77 GHz以上的電子設(shè)備和電路提供穩(wěn)定性能的電路材料。例如，在ADAS應(yīng)用中，電路材料要求能夠支持在24，77（或79）GHz的微波和毫米波信號(hào)的傳輸線設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)損耗最小，同時(shí)在寬工作溫度范圍內(nèi)提供一致的可重復(fù)性能。幸運(yùn)的是，羅杰斯公司可提供這種電路材料，其具有從微波到高頻毫米波頻段的ADAS應(yīng)用所需的一致性能。作為車(chē)輛ADAS系統(tǒng)電子感知保護(hù)的一部分，車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)與其他一些技術(shù)一起使用（圖1）。雷達(dá)系統(tǒng)以無(wú)線電波的形式發(fā)送電磁（EM）信號(hào)，并接收來(lái)自目標(biāo)（如另一輛車(chē)）的無(wú)線電波的反射信號(hào)，其通常為多個(gè)目標(biāo)。雷達(dá)系統(tǒng)可以從這些接收到的反射信號(hào)中提取相應(yīng)目標(biāo)的信息，包括它的位置，距離，相對(duì)速度和雷達(dá)截面（RCS）。范圍（R）可以基于光速（c）和信號(hào)所需的往返時(shí)間（τ） 確定，往返時(shí)間即無(wú)線電波從雷達(dá)能量源（雷達(dá)發(fā)射機(jī)）到目標(biāo)，然后返回到雷達(dá)能量源的時(shí)間。在車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)中，雷達(dá)信號(hào)的發(fā)生和接收就是PCB天線。R的值可以通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式求得，即光速與從雷達(dá)信號(hào)源到目標(biāo)并返回到雷達(dá)源的往返傳輸時(shí)間的乘積除以2：R =cτ/ 2 。

　　當(dāng)多個(gè)雷達(dá)目標(biāo)距離較近時(shí)，例如在道路擁堵時(shí)的兩輛車(chē)，就需要精確的雷達(dá)距離分辨率來(lái)區(qū)分被探測(cè)到的物體。可以利用較短的雷達(dá)脈沖探測(cè)目標(biāo)，盡管較短的脈沖或任何類(lèi)型的信號(hào)都會(huì)只有較少的能量從目標(biāo)反射回雷達(dá)接收器。通過(guò)使用脈沖壓縮可以將更多的能量添加到更短的脈沖中，其中相位或頻率調(diào)制可以提高其功率水平。為此，基于調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）信號(hào)（也稱(chēng)為“線性調(diào)頻”信號(hào)）的雷達(dá)通常用于車(chē)輛雷達(dá)系統(tǒng)。對(duì)目標(biāo)速度的估計(jì)可以通過(guò)多普勒效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，多普勒效應(yīng)是指根據(jù)目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)而從雷達(dá)獲得的目標(biāo)反射的信號(hào)頻率的變化。多普勒頻移與波長(zhǎng)成反比：根據(jù)雷達(dá)目標(biāo)是接近還是遠(yuǎn)離雷達(dá)源，分別為取正或負(fù)值。 FMCW或線性調(diào)頻雷達(dá)系統(tǒng)可以測(cè)量多個(gè)目標(biāo)的速度，距離和角度。 雖然工作于24GHz下的窄帶（NB）和超寬帶（UWB）FMCW雷達(dá)得到了廣泛的應(yīng)用，但該頻段的應(yīng)用正在逐漸減少。在車(chē)載安全系統(tǒng)中越來(lái)越多地使用1GHz帶寬的窄帶77-GHz雷達(dá)系統(tǒng)。 此外，汽車(chē)行業(yè)正在研究UWB 79-GHz雷達(dá)，以備未來(lái)的應(yīng)用。CW雷達(dá)相對(duì)簡(jiǎn)單，可以檢測(cè)目標(biāo)的速度，但不能檢測(cè)目標(biāo)的距離。 脈沖連續(xù)波雷達(dá)還可以使用多個(gè)多普勒頻率估計(jì)距離。 脈沖持續(xù)時(shí)間和脈沖重復(fù)頻率（PRF）是設(shè)計(jì)性能可靠的脈沖連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。