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三分飞艇:视力+智力打通毫米波雷达“任督二脉”


三分飞艇首页_在之前的《浅谈毫米波雷达系统和发展趋势》篇文章中,Max咨询指出,毫米波雷达技术的发展趋势是更小、功耗更低、集成度更高、向多传感器融合方向发展。毫米波雷达目前仅次于“缺少”是“视力”严重不足,无法识别行人,无法对周围障碍进行精确建模,“视觉”是高级自动驾驶最重要的环境感。

因此,为了为BOS毫米波雷达构建“视觉”功能,目前主流采用将毫米波雷达与其他“视觉”传感器(相机或激光雷达)技术融合的方法。但是无论是照相机还是激光雷达,都很容易不受光线或险恶天气的影响,性能不会下降或过热。这种“视力”是有条件允许的。因此,许多新兴企业探索创造性的毫米波雷达光学技术,试图使雷达本身成为“影子”。

如果想要雷达光学,最核心的方向是提高雷达的分辨率。在现有的雷达分辨率提高方法中,降低比特率现在是77GHz(频段76~77GHz)比特率为1GHz,而79GHz(频段76~81GHz)比特率提高到约5GHz,79GHz在分辨率上不会变得更好,这将成为未来雷达光学的主要自由,另外一种方法是天线在车辆毫米波雷达领域,主机工厂根据对毫米波雷达整体大小的车辆规格允许,无法确保足够的空间。

因此,需要突破现有的其他方法,目前比较流行的方法有合成孔径雷达(SAR)、多输出多输入技术(MIMO)、超强材料天线技术等。目前,一些技术已经取得突破性进展,智能雷达的图像分辨率已经接近现有的光学分辨率。让我详细说明一下这个雷达光学技术。

合成孔径雷达(SAR)合成孔径雷达(全称SAR)是利用合成孔径技术和脉冲传输等信号处理技术构建高分辨率光学的雷达。SAR利用雷达和目标的相对运动,用数据处理方法准备了尺寸小的实际天线孔径,称为“合成孔径”雷达。

SAR具有体积小、全天、全天、高分辨率、超长等多种功能。起初,主要是机载、星载平台,随着技术发展,经常出现配备弹载、基础、无人机、附近空间平台、手持设备、车辆等多种形式平台的SAR,被广泛用于军事和民用领域。高分辨率包含两个含义:低方向分辨率和足够低的距离分辨率。利用基于多普勒频移理论和雷达一致性理论的合成孔径技术,提高雷达的方向分辨率。

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距离对分辨率的提高是通过脉冲传输技术构建的。基本原理如下(图1):图1SAR基本原理(1)合成孔径技术构建方位高分辨率SAR利用机械平台制作天线运动(图2)。可以认为,以不同的方向,以脉冲重复频率(PRF)提高和接收信号,记录一系列脉冲信号,然后,如果脉冲重复频率超过一定程度(足够低),并且在相邻天线装置之间达到末端,则构成反向空穴天线。当然,这个大孔径天线要用信号处理方法来准备。

这也是名为“合成光圈”的原因。 图2SAR示意图根据SAR方位分辨率的公式(图1公式4),可以看出SAR的分辨率与波长和目标与天线之间的距离有关。只涉及雷达的实际孔径大小,天线大小越小,方向分辨率越高。这与普通雷达的防卫分辨率相反,大大增加了雷达的体积,适用于频率和空间有限的车辆平台。

(2)脉冲传输技术建设距离高分辨率雷达距离方向分辨率是雷达的比特率要求(原图1公式3),如果想提高雷达的距离分辨率,可以增加脉冲长度或宽带,但如果脉冲长度太小,平均功率太小,雷达的距离相当不允许,预计雷达波形会有较小的比特率和较长的时间。如果在比特率信号的每个频谱分量中选择不随频率非线性变化的幅度值,则该宽带信号将持续很长时间,以适应上述拒绝。这种可选的非线性振幅过程称为信号的扩展过程,通过给定滤波器校准非线性振幅,补偿相位差,在给定滤波器的输入端得到更宽的脉冲模型。

此过程称为脉冲传输。首先获得要研究和使用的脉冲传输信号是线性频率信号,线性频率信号具有平方法的振幅频率关系,可以通过给定滤波器的传输输入更宽的脉冲。

(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视),成功)总而言之,使用脉冲传输波形,与原来的长脉冲相比,通过给定的滤波器传输,雷达的距离分辨率有了很大的提高。与多输入多输出(MIMO)、多输入多输出SAR思想不同,MIMO雷达是利用多发天线结构构成虚拟世界的大孔径阵列,具有防卫方向的高分辨率这种虚拟世界阵的组成是动态的,因此要防止现有SAR光学中不存在的运动补偿问题。

因此,MIMO雷达在光学应用领域具有独特的优势。。

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