除了常用的FMCW，汽車雷達也使用數(shù)字編碼調(diào)制(DCM)雷達
[導讀]到目前為止，汽車上最常用的雷達技術(shù)是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達。另一種是數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）雷達，這種雷達運用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對于像汽車這樣的大體積使用案例來說，使用成本還是太高?，F(xiàn)在，我們面臨著轉(zhuǎn)折點，得益于CMOS技術(shù)和先進信號處理技術(shù)的進步，我們可以提供性價比高的...
到目前為止，汽車上最常用的雷達技術(shù)是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達。另一種是數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）雷達，這種雷達運用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對于像汽車這樣的大體積使用案例來說，使用成本還是太高。
現(xiàn)在，我們面臨著轉(zhuǎn)折點，得益于CMOS技術(shù)和先進信號處理技術(shù)的進步，我們可以提供性價比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達系統(tǒng)，滿足汽車行業(yè)日益增長的性能要求。
傳統(tǒng)調(diào)頻連續(xù)波雷達與數(shù)字編碼雷達對比如下：
為了進一步提高高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）的自動化功能，實現(xiàn)更高級別的自動駕駛，人們對改進的汽車雷達系統(tǒng)的需求不斷增加。美國汽車工程師學會（SAE）將自動化定義了六個等級，如圖1所示，從無自動化（0級或L0級）到全自動化（5級或L5級）。
高級駕駛輔助系統(tǒng)和自動駕駛可以減少90%的事故，并顯著減少汽車事故中的死亡人數(shù)，考慮到全球每年汽車事故死亡人數(shù)達125萬，這一點十分重要。由于雷達能夠在夜間和霧、雪、暴雨等嚴重影響視力的天氣條件下工作，它們是實現(xiàn)車輛自動化的關(guān)鍵傳感器。與基于視覺的系統(tǒng)相比，雷達還有探測多普勒的優(yōu)勢，可以非常準確地估計運動物體的速度。
圖1: 汽車自動化等級
如今，越來越多的汽車裝配了各種雷達系統(tǒng)，如長距離雷達（LRR）、中距離雷達（MRR）或短距離雷達（SRR）。長距離雷達通常用于在相當窄的角度區(qū)域內(nèi)探測遠距離（如300米遠處的）物體，可幫助緊急制動、碰撞警告和自適應巡航控制。
中距離雷達具有更寬的視野，通常最遠可探測到150米遠處的物體，并且可以探測到在十字路口（橫向）接近的物體，可用于橫向來車警示。相比之下，短距離雷達可以在短距離內(nèi)檢測寬角度區(qū)域內(nèi)的物體，通常用于泊車輔助、橫向來車警示、行人/自行車探測、追尾告警和切線輔助。
為了確保安全駕駛以及自動駕駛，一輛車可能包含多個長距離雷達、中距離雷達和短距離雷達，如圖2所示。一般來說，駕駛自動化水平越高，所需的傳感器數(shù)量越多。
圖2:汽車可以有多個長距離、中距離和短距離雷達
為了提高現(xiàn)有汽車高級駕駛員輔助系統(tǒng)的性能和可靠性，克服向全自動駕駛（L5）發(fā)展的挑戰(zhàn)，汽車雷達系統(tǒng)需要提供更高的方位角和俯仰角分辨率，以及更高的精度和更好的識別。這些先進的雷達能力是解決諸如圖3所示的使用案例所必需的能力，這對于傳統(tǒng)雷達而言是一項挑戰(zhàn)。
如果沒有更高的分辨率、更高的精度和更好的識別能力，雷達系統(tǒng)可能很難識別高速公路上的開放車道、隧道入口處或橋下拋錨的汽車、路上的小碎片或汽車旁邊騎自行車的人。
圖3:重要雷達使用案例
此外，雷達針對道路上的其他雷達必須提供更為強大的干擾機制，特別是隨著高級自動化的部署越來越多，也就是汽車配備多部雷達。
雷達是一種特別容易受到自干擾（同一車上其他雷達的干擾）或交叉干擾（來自其他汽車的雷達干擾）的技術(shù)。這種干擾感應度嚴重限制了雷達的廣泛部署。
目前，汽車上最常用的雷達是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達，最新版本為快速線性調(diào)制（FCM）。另一種雷達類型為數(shù)字編碼調(diào)制（DCM），例如數(shù)字調(diào)制雷達（DMR），這種類型運用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對于像汽車這樣的大體積使用案例來說，使用成本還是太高。
然而，通信和計算行業(yè)推動著技術(shù)進步，例如先進的信號處理、最先進的CMOS技術(shù)和低功耗高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，我們有可能設計出性價比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達系統(tǒng)，滿足汽車行業(yè)日益增常的需求。
本文將簡要介紹調(diào)頻連續(xù)波/快速線性調(diào)制雷達，對使用數(shù)字編碼調(diào)制的數(shù)字調(diào)制雷達進行概述，并介紹這些雷達系統(tǒng)的工作原理，包括測距和測速相關(guān)的發(fā)射、接收和相關(guān)信號處理，以及物體在環(huán)境中的角度和干擾抑制相關(guān)的問題。本文還比較了這兩種雷達系統(tǒng)，說明了每種方法的優(yōu)缺點。
本文節(jié)選自《DCM Radar for Automotive Application》白皮書，英文全文共27頁。需要英文全文的請給“雷達通信電子戰(zhàn)”發(fā)送“0709”查看，永久鐵桿會員或全場通用的用戶還可進入日常更新文件夾下載今日發(fā)文的WORD版。
現(xiàn)在，我們面臨著轉(zhuǎn)折點，得益于CMOS技術(shù)和先進信號處理技術(shù)的進步，我們可以提供性價比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達系統(tǒng)，滿足汽車行業(yè)日益增長的性能要求。
傳統(tǒng)調(diào)頻連續(xù)波雷達與數(shù)字編碼雷達對比如下：
為了進一步提高高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）的自動化功能，實現(xiàn)更高級別的自動駕駛，人們對改進的汽車雷達系統(tǒng)的需求不斷增加。美國汽車工程師學會（SAE）將自動化定義了六個等級，如圖1所示，從無自動化（0級或L0級）到全自動化（5級或L5級）。
高級駕駛輔助系統(tǒng)和自動駕駛可以減少90%的事故，并顯著減少汽車事故中的死亡人數(shù)，考慮到全球每年汽車事故死亡人數(shù)達125萬，這一點十分重要。由于雷達能夠在夜間和霧、雪、暴雨等嚴重影響視力的天氣條件下工作，它們是實現(xiàn)車輛自動化的關(guān)鍵傳感器。與基于視覺的系統(tǒng)相比，雷達還有探測多普勒的優(yōu)勢，可以非常準確地估計運動物體的速度。
圖1: 汽車自動化等級
如今，越來越多的汽車裝配了各種雷達系統(tǒng)，如長距離雷達（LRR）、中距離雷達（MRR）或短距離雷達（SRR）。長距離雷達通常用于在相當窄的角度區(qū)域內(nèi)探測遠距離（如300米遠處的）物體，可幫助緊急制動、碰撞警告和自適應巡航控制。
中距離雷達具有更寬的視野，通常最遠可探測到150米遠處的物體，并且可以探測到在十字路口（橫向）接近的物體，可用于橫向來車警示。相比之下，短距離雷達可以在短距離內(nèi)檢測寬角度區(qū)域內(nèi)的物體，通常用于泊車輔助、橫向來車警示、行人/自行車探測、追尾告警和切線輔助。
為了確保安全駕駛以及自動駕駛，一輛車可能包含多個長距離雷達、中距離雷達和短距離雷達，如圖2所示。一般來說，駕駛自動化水平越高，所需的傳感器數(shù)量越多。
圖2:汽車可以有多個長距離、中距離和短距離雷達
為了提高現(xiàn)有汽車高級駕駛員輔助系統(tǒng)的性能和可靠性，克服向全自動駕駛（L5）發(fā)展的挑戰(zhàn)，汽車雷達系統(tǒng)需要提供更高的方位角和俯仰角分辨率，以及更高的精度和更好的識別。這些先進的雷達能力是解決諸如圖3所示的使用案例所必需的能力，這對于傳統(tǒng)雷達而言是一項挑戰(zhàn)。
如果沒有更高的分辨率、更高的精度和更好的識別能力，雷達系統(tǒng)可能很難識別高速公路上的開放車道、隧道入口處或橋下拋錨的汽車、路上的小碎片或汽車旁邊騎自行車的人。
圖3:重要雷達使用案例
此外，雷達針對道路上的其他雷達必須提供更為強大的干擾機制，特別是隨著高級自動化的部署越來越多，也就是汽車配備多部雷達。
雷達是一種特別容易受到自干擾（同一車上其他雷達的干擾）或交叉干擾（來自其他汽車的雷達干擾）的技術(shù)。這種干擾感應度嚴重限制了雷達的廣泛部署。
目前，汽車上最常用的雷達是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達，最新版本為快速線性調(diào)制（FCM）。另一種雷達類型為數(shù)字編碼調(diào)制（DCM），例如數(shù)字調(diào)制雷達（DMR），這種類型運用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對于像汽車這樣的大體積使用案例來說，使用成本還是太高。
然而，通信和計算行業(yè)推動著技術(shù)進步，例如先進的信號處理、最先進的CMOS技術(shù)和低功耗高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，我們有可能設計出性價比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達系統(tǒng)，滿足汽車行業(yè)日益增常的需求。
本文將簡要介紹調(diào)頻連續(xù)波/快速線性調(diào)制雷達，對使用數(shù)字編碼調(diào)制的數(shù)字調(diào)制雷達進行概述，并介紹這些雷達系統(tǒng)的工作原理，包括測距和測速相關(guān)的發(fā)射、接收和相關(guān)信號處理，以及物體在環(huán)境中的角度和干擾抑制相關(guān)的問題。本文還比較了這兩種雷達系統(tǒng)，說明了每種方法的優(yōu)缺點。
本文節(jié)選自《DCM Radar for Automotive Application》白皮書，英文全文共27頁。需要英文全文的請給“雷達通信電子戰(zhàn)”發(fā)送“0709”查看，永久鐵桿會員或全場通用的用戶還可進入日常更新文件夾下載今日發(fā)文的WORD版。
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