【20220108】【雷达】毫米波雷达(二) |
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一、激光雷达
激光雷达是一种采用非接触激光测距技术的扫描式传感器,其工作原理是通过发射激光光束来探测目标,通过搜集反射回来的光束形成点云获取数据,这些数据经过光电处理之后可生成精确的三维立体图像。 (参考:激光雷达和毫米波雷达的区别) 二、毫米波雷达毫米波雷达工作在毫米波波段,通常工作频率为 30~300GHz,波长为 1~10mm。 1. 雷达分类(1)脉冲雷达:发射的电磁波为脉冲; (2)连续波雷达:发射的电磁波为连续波。 2. 常用的连续波雷达体制CW 雷达体制、LFMCW 雷达体制、FSK 雷达体制、CW-FMCW 复合体制。 (1)CW 雷达体制:无调制的连续波体制。发射的电磁波是无调制的正弦波形,利用发射信号和回波信号的多普勒频偏对目标进行测速。因为是连续波,无法测得发射信号和回波信号的时延,所以无法实现测距。优点是测速精度高,没有速度模糊;缺点是无法测距。 (2)LFMCW 雷达体制:线性调频连续波雷达体制。FMCW 体制发射的信号是等幅波,通常使用三角波或锯齿波这类高频信号进行调频。在每个周期内,频率和时间呈现线性关系,通过检测回波信号的时延和多普勒频偏实现测距和测速。FMCW 体制是利用多个距离静止目标的中频频率不同来实现多目标识别的。优点是可以测距、测速,但测速;缺点是距离分辨率不高,所以得到的速度、距离精度不高,识别多个目标的精度也不高。 (3)FSK 雷达体制:频率键控体制。FSK 体制发射的信号依旧是等幅波,使用方波信号进行调制。电磁波信号是双频连续波,也就是频率为 f1, f2 的方波信号,信号的两个频率交替出现。FSK 体制是利用多普勒频偏来分辨多目标的,所以它只能检测运动目标,无法检测静止目标。缺点是无法检测静止目标;优点是可以排除道路、井盖、栏杆等静止物体产生的静止杂波干扰,能够提高运动目标的信噪比。 (4)CW-FMCW 雷达体制:复合体制保留了两种体制的全部测量性能,能解决 CW 体制无法测距的问题,又能解决 FMCW 体制测速模糊的问题。 3. 工作原理(1)测距:利用发射波和反射波的时延实现测距; (2)测速:利用发射波和反射波的多普勒频偏实现测速; (3)测角:通过并列天线接收同一目标反射信号的相位差实现测角。 三、毫米波雷达的优点(参考:激光雷达与毫米波雷达对比) 和超声波雷达相比,毫米波雷达体积小、质量轻、空间分辨率高; 和红外、激光、摄像头等光学传感器相比,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,可全天候、全天时工作。 |
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