【太平洋汽車網(wǎng)】汽車毫米波雷達(dá)的作用：利用毫米波雷達(dá)可以做到讓車輛自適應(yīng)巡航及跟隨前車，當(dāng)汽車與周圍的物體可能有碰撞發(fā)生時(shí)，通過(guò)警告提醒裝置告知駕駛員或車輛采取自動(dòng)緊急制動(dòng)避免碰撞，當(dāng)碰撞不可避免時(shí)，通過(guò)對(duì)剎車、頭靠、安全帶等進(jìn)行控制，減輕因碰撞而帶來(lái)的危害。

　　雷鋒網(wǎng)按：本文作者鄭菲，汽車主動(dòng)安全測(cè)試工程師。本文由雷鋒網(wǎng)獨(dú)家發(fā)布。

　　一、引子首先要明確，這里要講的雷達(dá)是發(fā)射電磁波的正經(jīng)雷達(dá)，而不是發(fā)射機(jī)械波的倒車?yán)走_(dá)。

　　二戰(zhàn)軍迷和歷史研究者大概對(duì)雷達(dá)技術(shù)的淵源了如指掌：第一臺(tái)實(shí)用雷達(dá)就是用于探測(cè)試圖半夜從空中越過(guò)英吉利海峽的德農(nóng)——坐著飄在天上的金屬殼的德農(nóng)。之后雷達(dá)既在太平洋夜戰(zhàn)中碾壓過(guò)島國(guó)訓(xùn)練有素的戰(zhàn)列艦觀察兵的光榮時(shí)刻，也有過(guò)在貝卡谷地被猶太人的反輻射導(dǎo)彈炸成渣渣的慘痛歷史。

　　雷達(dá)從戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器轉(zhuǎn)職交通行業(yè)的初期伴隨著無(wú)數(shù)車主的血淚——雷達(dá)測(cè)速。而現(xiàn)在雷達(dá)成為了車主擺脫油門(mén)的助手——自適應(yīng)巡航的主傳感器，以及并線的保護(hù)神——盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)和并線輔助用傳感器，還偶爾扮演避免追尾事故的最后一道防線——自動(dòng)緊急制動(dòng)用傳感器。

　　二、構(gòu)造和原理目前車載雷達(dá)的頻率主要分為24GHz頻段和77GHz頻段，其中77GHz頻段代表著未來(lái)的趨勢(shì)：這是國(guó)際電信聯(lián)盟專門(mén)劃分給車用雷達(dá)的頻段。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)77GHz的雷達(dá)才屬于毫米波雷達(dá)，但是實(shí)際上24GHz的雷達(dá)也被稱為毫米波雷達(dá)。

　　在工程實(shí)踐中，雷達(dá)天線具體實(shí)現(xiàn)的方法有很多種。目前車載雷達(dá)中比較常見(jiàn)的是平面天線陣列雷達(dá)，因?yàn)橄啾绕渌麑?shí)現(xiàn)方式，平面雷達(dá)沒(méi)有旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件，從而能保證更小的體積和更低的成本。下面以目前常見(jiàn)的平板天線雷達(dá)為例，介紹車載雷達(dá)的構(gòu)造和原理。

　　先對(duì)車載雷達(dá)有個(gè)直觀地認(rèn)識(shí)：Figure 1Figure 2天線陣列（如下圖）：Figure 3其中從上至下分別是10條發(fā)射天線TX1，然后是2條發(fā)射天線TX2，最后是4條接收天線RX1至RX4。

　　兩組發(fā)射天線分別負(fù)責(zé)探測(cè)近處和遠(yuǎn)處的目標(biāo)，其覆蓋范圍如下圖所示：Figure 4這里因?yàn)榻幍囊暯牵‵OV）比較大，大概有90度，所以需要更多天線，而遠(yuǎn)處的視角小，大概只有20度，所以兩根天線就夠了。

　　雷達(dá)裝在車上如下圖所示：Figure 5雷達(dá)通過(guò)天線發(fā)射和接收電磁波，所發(fā)射的電磁波并非各向均勻的球面波，而是以具有指向性的波束的形式發(fā)出，且在各個(gè)方向上具有不同的強(qiáng)度，如下圖所示：Figure 6雷達(dá)主要測(cè)量目標(biāo)的三個(gè)參數(shù)：位置、速度和方位角。下面簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)這三個(gè)參數(shù)的測(cè)量原理。

　　位置和速度這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量原理在小學(xué)科普課本里就講了：雷達(dá)波由發(fā)射天線發(fā)出、被目標(biāo)反射后，由接收天線接收雷達(dá)回波。通過(guò)計(jì)算雷達(dá)波的飛行時(shí)間，乘以光速再除以2就可以得到雷達(dá)和目標(biāo)之間的距離。

　　而根據(jù)多普勒效應(yīng)，通過(guò)計(jì)算返回接收天線的雷達(dá)波的頻率變化就可以得到目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是相對(duì)速度正比于頻率變化量。

（圖/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 問(wèn)答叫獸）