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Was ist Millimeter Wave Radar?
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Was ist Millimeter Wave Radar?

Was ist Millimeter Wave Radar?

2022-10-11
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Author:iPCB

Zusätzlich zum traditionellen ADAS Millimeterwellenradar, die 4D Millimeterwellenradar Mit hochauflösender Punktwolkenabbildungsfähigkeit hat sich in den letzten zwei Jahren zum Branchenhotspot für die hochpräzisen Wahrnehmungsbedürfnisse des hochauflösenden automatischen Fahrens entwickelt..

Was ist Millimeterwellenradar? Einige Giganten und Start-ups im In- und Ausland setzen auf dieses neue Konzeptprodukt, mit dem Ziel, das Laserradar in einigen Szenarien zu ersetzen oder auszugleichen. Prinzip des montierten Fahrzeugs Millimeterwellenradar Das Fahrzeug montiert Millimeterwellenradar Sendet Millimeterwelle durch die Antenne nach außen.

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Schließlich sind die Kosten und Zuverlässigkeit des Laserradars in den letzten Stadien immer noch schwierig zu landen. Bei Unwetter wie Regen und Schnee ist Millimeterwellenradar auch erforderlich, um die Aufgabe der genauen und stabilen Wahrnehmung zu erfüllen. Millimeterwellenradar ist ein hochpräziser Sensor zur Messung der relativen Entfernung, aktuellen Geschwindigkeit und Orientierung des Messobjekts. Die technische Schwierigkeit ist im Vergleich zum herkömmlichen ADAS Millimeterwellenradar noch deutlich verbessert. Was ist Millimeterwellenradar? Millimeterwelle bezieht sich auf elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge zwischen 1-10mm. Mit kurzen Wellenlängen und breiten Frequenzbändern ist es einfacher, schmalen Strahl und hohe Radarauflösung zu erreichen, und es ist nicht anfällig für Störungen. Millimeterwellenradar ist ein hochpräziser Sensor zur Messung der relativen Entfernung, aktuellen Geschwindigkeit und Orientierung des Messobjekts. Es wurde in den frühen Tagen im militärischen Bereich verwendet. Mit der Entwicklung und dem Fürtschritt der Radartechnologie begannen Millimeterwellen-Radarsensoren in der Automobilelektronik, in unbemannten Luftfahrzeugen, im intelligenten Transport und in anderen Bereichen eingesetzt zu werden.


Gegenwärtig haben verschiedene Länder unterschiedliche Frequenzbänder, die fahrzeugmontierten Millimeterwellenradaren zugeordnet sind, aber sie konzentrieren sich hauptsächlich auf 24GHz und 77GHz, und einige Länder (wie Japan) verwenden 60GHz. Aufgrund der Vorteile von 77G gegenüber 24G wird das Frequenzband des globalen fahrzeugmontierten Millimeterwellenradars in Zukunft zum 77GHz-Band (76-81GHz) konvergieren. Prinzip des fahrzeugmontierten Millimeterwellenradars Das fahrzeugmontierte Millimeterwellenradar sendet Millimeterwelle nach außen durch die Antenne, empfängt das reflektierte Signal vom Ziel, schnell und genau erhält die physikalischen Umgebungsinformationen um die Karosserie nach der Nachbearbeitung (wie relativer Abstand, relative Geschwindigkeit, Winkel, Bewegungsrichtung usw. zwischen dem Auto und anderen Objekten) und verfolgt, identifiziert und klassifiziert dann das Ziel entsprechend den erfassten Objektinformationen, Anschließend erfolgt die Datenfusion in Kombination mit körperdynamischen Informationen und schließlich die intelligente Verarbeitung über die zentrale Verarbeitungseinheit (ECU). Nach vernünftiger Entscheidung informieren oder warnen Sie den Fahrer durch Ton, Licht, Berührung und andere Mittel oder ergreifen Sie rechtzeitig aktive Intervention in das Auto, um die Sicherheit und den Komfort des Fahrprozesses zu gewährleisten und die Wahrscheinlichkeit von Unfällen zu verringern.


Am Juni 22, 1941, Nazi-Deutschland konnte trotz des Verlustes von Flugzeugen und 2585-Piloten die Luftherrschaft des Ärmelkanals immer noch nicht erlangen, geschweige denn, die britischen Boden- und Seestreitkräfte durch Luftangriffe zu stören. Sie musste den "Sea Lion Plan" aufgeben, um Großbritannien einzudringen. Der britische Luftkrieg, der mehr als ein Jahr dauerte, endete mit der Niederlage Nazideutschlands. The reason why Britain was able to withstand the attack of the German chariot and win the British air war (mainly because the chariot could not cross the sea) was that, Neben der großen Rolle von Sternenjägern wie "Spitfire" und "Hurricane", Es gab auch einen großen Helden hinter den Kulissen des Anti-Air-Radars namens "Chain Home".

Das erste praktische Radar der Welt wurde von Sir Robert Watson Watt entwickelt, ein britischer Wissenschaftler und Nachkomme von James Watt, der die Dampfmaschine erfunden hat. Um Nazi-Flugzeuge so früh wie möglich zu warnen, Die britische Luftwaffe beschloss, ein solches Radar in China in großem Maßstab im Mai 1936 einzusetzen, Das ist der Prototyp des "Local Chain"-Radars. Anfang 1939, insgesamt zwanzig Radarstationen wurden in Betrieb genommen. Vor der Umsetzung des "Seelöwen-Plans" von Nazi-Deutschland, Großbritannien hatte zwei Radar-Detektionsnetze gebaut, mit insgesamt 51 Radarstationen. Diese Radar haben einen wichtigen Beitrag zum Widerstand gegen den Luftangriff der deutschen Luftwaffe geleistet, und seitdem, die folgenden 80-Jahre breite Anwendung von Millimeterwellenradars in verschiedenen Bereichen haben begonnen.

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Aktueller Entwicklungsstand von Millimeterwellenradar Zur Zeit, Millimeterwellenradar ist hauptsächlich 24GHz und 77GHz.
The 24GHz radar has a short measuring distance (5~30m), which is mainly used in the rear of cars; The 77GHz radar has a long measuring distance (30~70m) and is mainly used in the front and both sides of the car. Millimeterwellenradar besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Radar RF Front-End, Signalverarbeitungssystem und Back-End-Algorithmus. Unter den bestehenden Produkten, Die Patentlizenzgebühren für den Radar-Back-End-Algorithmus machen etwa 50% der Kosten aus, Das RF-Frontend macht etwa 40% der Kosten aus, und das Signalverarbeitungssystem macht etwa 10% der Kosten aus.


1. RF Front-End RF Front-End empfängt IF-Signal durch Senden und Empfangen von Millimeterwellen, und extrahiert Distanz, Geschwindigkeit und andere Informationen daraus. Daher, Das RF-Frontend bestimmt direkt die Leistung der Radarsystem. Zur Zeit, das RF-Frontend von Millimeterwellenradar ist hauptsächlich planare integrierte Schaltung, which has two forms: hybrid microwave integrated circuit (HMIC) and monolithic microwave integrated circuit (MMIC). Unter ihnen, MMIC RF Frontend hat niedrige Kosten und hohe Ausbeute, das für die Großserienfertigung geeignet ist. In Bezug auf den Produktionsprozess, epitaktisches MESFET, HEMT, HBT und andere Geräteprozesse werden in der Regel verwendet. Unter ihnen, GaAs basierter HEMT-Prozess ist der ausgereifteste und hat eine ausgezeichnete Geräuschleistung.
2. Signalverarbeitungssystem Das Signalverarbeitungssystem ist auch ein wichtiger Bestandteil des Radars. Durch Einbettung verschiedener Signalverarbeitungsalgorithmen, Es extrahiert IF-Signale, die vom HF-Frontend gesammelt werden, um bestimmte Arten von Zielinformationen zu erhalten. Das Signalverarbeitungssystem verwendet im Allgemeinen DSP als Kern, um komplexe digitale Signalverarbeitungsalgorithmen zu implementieren, um die Echtzeitanforderungen des Radars zu erfüllen.
3. Back-End-Algorithmus Der Back-End-Algorithmus berücksichtigt den höchsten Anteil der Gesamtkosten Millimeterwellenradar. For Millimeterwellenradar, Inländische Forscher haben eine große Anzahl von Algorithmen aus der Perspektive des Frequenzbereichs vorgeschlagen, Zeitbereichsanalyse und Zeit-Frequenzanalyse, und die Genauigkeit von Offline-Experimenten ist auch hoch. Allerdings, Inländische Radarprodukte verwenden hauptsächlich FFT basierend auf Frequenzbereich und seinem verbesserten Algorithmus für Analyse. Die Messgenauigkeit und der Anwendungsbereich haben gewisse Einschränkungen, während ausländische Algorithmen streng durch Patente geschützt sind, und der Preis ist sehr teuer.


Neben dem traditionellen ADAS Millimeterwellenradar hat sich das 4D Millimeterwellenradar mit hochauflösender Punktwolkenbildgebung in den letzten zwei Jahren zum Branchenhotspot für die hochpräzisen Wahrnehmungsbedürfnisse des automatischen Fahrens auf hohem Niveau entwickelt. Einige Giganten und Start-ups im In- und Ausland konzentrieren sich auf dieses neue Konzeptprodukt, mit dem Ziel, das Laserradar in einigen Szenarien zu ersetzen oder nachzuholen. Schließlich sind die Kosten und Zuverlässigkeit des Laserradars in den letzten Stadien immer noch schwierig zu landen. Bei Unwetter wie Regen und Schnee ist Millimeterwellenradar auch erforderlich, um die Aufgabe der genauen und stabilen Wahrnehmung zu erfüllen. Das sogenannte 4D bezieht sich auf hochauflösende Punktwolkenkontur 3D Kontur und hochgenaue Geschwindigkeitsinformationen. Es ist, als würde man die Fähigkeiten des Phased Array Radars auf einem Flugzeugträger auf ein Radar in der Größe eines Apple Telefons konzentrieren. Die technische Schwierigkeit ist im Vergleich zum herkömmlichen ADAS Millimeterwellenradar noch deutlich verbessert.


Millimeterwellenradar hat einen breiten Marktraum. Durch die kontinuierliche Verbesserung der Fahrzeugsicherheitsstandards in verschiedenen Ländern, the Active Safety Technology Advanced Driving Assistance System (ADAS) has shown a rapid development trend in recent years. Automobil Millimeterwellenradar ist zur Mainstream-Wahl geworden, die von Automobilelektronikherstellern anerkannt wird, weil es rund um die Uhr arbeiten kann, und hat eine große Marktnachfrage. In 2014, die globale Automobilbranche Millimeterwellenradar Markt versandt 19 Millionen. Nach der Vorhersage von Plunkeet Research, eine Marktforschungsinstitution, wird geschätzt, dass bis 2020, die globale Automobilbranche Millimeterwellenradar Markt wird fast 70 Millionen haben, Die jährliche Wachstumsrate von 2015 bis 2020 beträgt rund 24%. Zur Zeit, das Automobil Millimeterwellenradar Der Markt wird hauptsächlich von europäischen und amerikanischen Herstellern wie dem Festland besetzt, Bosch, Wayking Weicheng, Haila, etc.