除了常用的FMCW，汽車(chē)?yán)走_(dá)也使用數(shù)字編碼調(diào)制(DCM)雷達(dá)
[導(dǎo)讀]到目前為止，汽車(chē)上最常用的雷達(dá)技術(shù)是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)。另一種是數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）雷達(dá)，這種雷達(dá)運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對(duì)于像汽車(chē)這樣的大體積使用案例來(lái)說(shuō)，使用成本還是太高?，F(xiàn)在，我們面臨著轉(zhuǎn)折點(diǎn)，得益于CMOS技術(shù)和先進(jìn)信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，我們可以提供性?xún)r(jià)比高的...
到目前為止，汽車(chē)上最常用的雷達(dá)技術(shù)是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)。另一種是數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）雷達(dá)，這種雷達(dá)運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對(duì)于像汽車(chē)這樣的大體積使用案例來(lái)說(shuō)，使用成本還是太高。
現(xiàn)在，我們面臨著轉(zhuǎn)折點(diǎn)，得益于CMOS技術(shù)和先進(jìn)信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，我們可以提供性?xún)r(jià)比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達(dá)系統(tǒng)，滿足汽車(chē)行業(yè)日益增長(zhǎng)的性能要求。
傳統(tǒng)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)與數(shù)字編碼雷達(dá)對(duì)比如下：
為了進(jìn)一步提高高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）的自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，人們對(duì)改進(jìn)的汽車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的需求不斷增加。美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）將自動(dòng)化定義了六個(gè)等級(jí)，如圖1所示，從無(wú)自動(dòng)化（0級(jí)或L0級(jí)）到全自動(dòng)化（5級(jí)或L5級(jí)）。
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛可以減少90%的事故，并顯著減少汽車(chē)事故中的死亡人數(shù)，考慮到全球每年汽車(chē)事故死亡人數(shù)達(dá)125萬(wàn)，這一點(diǎn)十分重要。由于雷達(dá)能夠在夜間和霧、雪、暴雨等嚴(yán)重影響視力的天氣條件下工作，它們是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛自動(dòng)化的關(guān)鍵傳感器。與基于視覺(jué)的系統(tǒng)相比，雷達(dá)還有探測(cè)多普勒的優(yōu)勢(shì)，可以非常準(zhǔn)確地估計(jì)運(yùn)動(dòng)物體的速度。
圖1: 汽車(chē)自動(dòng)化等級(jí)
如今，越來(lái)越多的汽車(chē)裝配了各種雷達(dá)系統(tǒng)，如長(zhǎng)距離雷達(dá)（LRR）、中距離雷達(dá)（MRR）或短距離雷達(dá)（SRR）。長(zhǎng)距離雷達(dá)通常用于在相當(dāng)窄的角度區(qū)域內(nèi)探測(cè)遠(yuǎn)距離（如300米遠(yuǎn)處的）物體，可幫助緊急制動(dòng)、碰撞警告和自適應(yīng)巡航控制。
中距離雷達(dá)具有更寬的視野，通常最遠(yuǎn)可探測(cè)到150米遠(yuǎn)處的物體，并且可以探測(cè)到在十字路口（橫向）接近的物體，可用于橫向來(lái)車(chē)警示。相比之下，短距離雷達(dá)可以在短距離內(nèi)檢測(cè)寬角度區(qū)域內(nèi)的物體，通常用于泊車(chē)輔助、橫向來(lái)車(chē)警示、行人/自行車(chē)探測(cè)、追尾告警和切線輔助。
為了確保安全駕駛以及自動(dòng)駕駛，一輛車(chē)可能包含多個(gè)長(zhǎng)距離雷達(dá)、中距離雷達(dá)和短距離雷達(dá)，如圖2所示。一般來(lái)說(shuō)，駕駛自動(dòng)化水平越高，所需的傳感器數(shù)量越多。
圖2:汽車(chē)可以有多個(gè)長(zhǎng)距離、中距離和短距離雷達(dá)
為了提高現(xiàn)有汽車(chē)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的性能和可靠性，克服向全自動(dòng)駕駛（L5）發(fā)展的挑戰(zhàn)，汽車(chē)?yán)走_(dá)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(shí)別。這些先進(jìn)的雷達(dá)能力是解決諸如圖3所示的使用案例所必需的能力，這對(duì)于傳統(tǒng)雷達(dá)而言是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
如果沒(méi)有更高的分辨率、更高的精度和更好的識(shí)別能力，雷達(dá)系統(tǒng)可能很難識(shí)別高速公路上的開(kāi)放車(chē)道、隧道入口處或橋下拋錨的汽車(chē)、路上的小碎片或汽車(chē)旁邊騎自行車(chē)的人。
圖3:重要雷達(dá)使用案例
此外，雷達(dá)針對(duì)道路上的其他雷達(dá)必須提供更為強(qiáng)大的干擾機(jī)制，特別是隨著高級(jí)自動(dòng)化的部署越來(lái)越多，也就是汽車(chē)配備多部雷達(dá)。
雷達(dá)是一種特別容易受到自干擾（同一車(chē)上其他雷達(dá)的干擾）或交叉干擾（來(lái)自其他汽車(chē)的雷達(dá)干擾）的技術(shù)。這種干擾感應(yīng)度嚴(yán)重限制了雷達(dá)的廣泛部署。
目前，汽車(chē)上最常用的雷達(dá)是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)，最新版本為快速線性調(diào)制（FCM）。另一種雷達(dá)類(lèi)型為數(shù)字編碼調(diào)制（DCM），例如數(shù)字調(diào)制雷達(dá)（DMR），這種類(lèi)型運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對(duì)于像汽車(chē)這樣的大體積使用案例來(lái)說(shuō)，使用成本還是太高。
然而，通信和計(jì)算行業(yè)推動(dòng)著技術(shù)進(jìn)步，例如先進(jìn)的信號(hào)處理、最先進(jìn)的CMOS技術(shù)和低功耗高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，我們有可能設(shè)計(jì)出性?xún)r(jià)比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達(dá)系統(tǒng)，滿足汽車(chē)行業(yè)日益增常的需求。
本文將簡(jiǎn)要介紹調(diào)頻連續(xù)波/快速線性調(diào)制雷達(dá)，對(duì)使用數(shù)字編碼調(diào)制的數(shù)字調(diào)制雷達(dá)進(jìn)行概述，并介紹這些雷達(dá)系統(tǒng)的工作原理，包括測(cè)距和測(cè)速相關(guān)的發(fā)射、接收和相關(guān)信號(hào)處理，以及物體在環(huán)境中的角度和干擾抑制相關(guān)的問(wèn)題。本文還比較了這兩種雷達(dá)系統(tǒng)，說(shuō)明了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
本文節(jié)選自《DCM Radar for Automotive Application》白皮書(shū)，英文全文共27頁(yè)。需要英文全文的請(qǐng)給“雷達(dá)通信電子戰(zhàn)”發(fā)送“0709”查看，永久鐵桿會(huì)員或全場(chǎng)通用的用戶還可進(jìn)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(diǎn)，得益于CMOS技術(shù)和先進(jìn)信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，我們可以提供性?xún)r(jià)比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達(dá)系統(tǒng)，滿足汽車(chē)行業(yè)日益增長(zhǎng)的性能要求。
傳統(tǒng)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)與數(shù)字編碼雷達(dá)對(duì)比如下：
為了進(jìn)一步提高高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）的自動(dòng)化功能，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，人們對(duì)改進(jìn)的汽車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的需求不斷增加。美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）將自動(dòng)化定義了六個(gè)等級(jí)，如圖1所示，從無(wú)自動(dòng)化（0級(jí)或L0級(jí)）到全自動(dòng)化（5級(jí)或L5級(jí)）。
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛可以減少90%的事故，并顯著減少汽車(chē)事故中的死亡人數(shù)，考慮到全球每年汽車(chē)事故死亡人數(shù)達(dá)125萬(wàn)，這一點(diǎn)十分重要。由于雷達(dá)能夠在夜間和霧、雪、暴雨等嚴(yán)重影響視力的天氣條件下工作，它們是實(shí)現(xiàn)車(chē)輛自動(dòng)化的關(guān)鍵傳感器。與基于視覺(jué)的系統(tǒng)相比，雷達(dá)還有探測(cè)多普勒的優(yōu)勢(shì)，可以非常準(zhǔn)確地估計(jì)運(yùn)動(dòng)物體的速度。
圖1: 汽車(chē)自動(dòng)化等級(jí)
如今，越來(lái)越多的汽車(chē)裝配了各種雷達(dá)系統(tǒng)，如長(zhǎng)距離雷達(dá)（LRR）、中距離雷達(dá)（MRR）或短距離雷達(dá)（SRR）。長(zhǎng)距離雷達(dá)通常用于在相當(dāng)窄的角度區(qū)域內(nèi)探測(cè)遠(yuǎn)距離（如300米遠(yuǎn)處的）物體，可幫助緊急制動(dòng)、碰撞警告和自適應(yīng)巡航控制。
中距離雷達(dá)具有更寬的視野，通常最遠(yuǎn)可探測(cè)到150米遠(yuǎn)處的物體，并且可以探測(cè)到在十字路口（橫向）接近的物體，可用于橫向來(lái)車(chē)警示。相比之下，短距離雷達(dá)可以在短距離內(nèi)檢測(cè)寬角度區(qū)域內(nèi)的物體，通常用于泊車(chē)輔助、橫向來(lái)車(chē)警示、行人/自行車(chē)探測(cè)、追尾告警和切線輔助。
為了確保安全駕駛以及自動(dòng)駕駛，一輛車(chē)可能包含多個(gè)長(zhǎng)距離雷達(dá)、中距離雷達(dá)和短距離雷達(dá)，如圖2所示。一般來(lái)說(shuō)，駕駛自動(dòng)化水平越高，所需的傳感器數(shù)量越多。
圖2:汽車(chē)可以有多個(gè)長(zhǎng)距離、中距離和短距離雷達(dá)
為了提高現(xiàn)有汽車(chē)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的性能和可靠性，克服向全自動(dòng)駕駛（L5）發(fā)展的挑戰(zhàn)，汽車(chē)?yán)走_(dá)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(shí)別。這些先進(jìn)的雷達(dá)能力是解決諸如圖3所示的使用案例所必需的能力，這對(duì)于傳統(tǒng)雷達(dá)而言是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
如果沒(méi)有更高的分辨率、更高的精度和更好的識(shí)別能力，雷達(dá)系統(tǒng)可能很難識(shí)別高速公路上的開(kāi)放車(chē)道、隧道入口處或橋下拋錨的汽車(chē)、路上的小碎片或汽車(chē)旁邊騎自行車(chē)的人。
圖3:重要雷達(dá)使用案例
此外，雷達(dá)針對(duì)道路上的其他雷達(dá)必須提供更為強(qiáng)大的干擾機(jī)制，特別是隨著高級(jí)自動(dòng)化的部署越來(lái)越多，也就是汽車(chē)配備多部雷達(dá)。
雷達(dá)是一種特別容易受到自干擾（同一車(chē)上其他雷達(dá)的干擾）或交叉干擾（來(lái)自其他汽車(chē)的雷達(dá)干擾）的技術(shù)。這種干擾感應(yīng)度嚴(yán)重限制了雷達(dá)的廣泛部署。
目前，汽車(chē)上最常用的雷達(dá)是調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達(dá)，最新版本為快速線性調(diào)制（FCM）。另一種雷達(dá)類(lèi)型為數(shù)字編碼調(diào)制（DCM），例如數(shù)字調(diào)制雷達(dá)（DMR），這種類(lèi)型運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，但在此之前，對(duì)于像汽車(chē)這樣的大體積使用案例來(lái)說(shuō)，使用成本還是太高。
然而，通信和計(jì)算行業(yè)推動(dòng)著技術(shù)進(jìn)步，例如先進(jìn)的信號(hào)處理、最先進(jìn)的CMOS技術(shù)和低功耗高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，我們有可能設(shè)計(jì)出性?xún)r(jià)比高的數(shù)字編碼調(diào)制雷達(dá)系統(tǒng)，滿足汽車(chē)行業(yè)日益增常的需求。
本文將簡(jiǎn)要介紹調(diào)頻連續(xù)波/快速線性調(diào)制雷達(dá)，對(duì)使用數(shù)字編碼調(diào)制的數(shù)字調(diào)制雷達(dá)進(jìn)行概述，并介紹這些雷達(dá)系統(tǒng)的工作原理，包括測(cè)距和測(cè)速相關(guān)的發(fā)射、接收和相關(guān)信號(hào)處理，以及物體在環(huán)境中的角度和干擾抑制相關(guān)的問(wèn)題。本文還比較了這兩種雷達(dá)系統(tǒng)，說(shuō)明了每種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
本文節(jié)選自《DCM Radar for Automotive Application》白皮書(shū)，英文全文共27頁(yè)。需要英文全文的請(qǐng)給“雷達(dá)通信電子戰(zhàn)”發(fā)送“0709”查看，永久鐵桿會(huì)員或全場(chǎng)通用的用戶還可進(jìn)入日常更新文件夾下載今日發(fā)文的WORD版。
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