?毫米波技術是當前熱門技術之一，缺乏毫米波，目前取得的諸多進展將會停滯不前。對于毫米波應用，大家所熟知的為5G毫米波、毫米波通信等。在本文中，將對毫米波雷達技術加以詳解，以增進大家對毫米波應用的了解。

超聲波雷達、紅外雷達、激光雷達都是通過對回波的檢測，與發射信號相比較，得到脈沖或相位的差值，從而計算出發射與接收信號的時間差。再分別對應于超聲波、紅外線、激光在空氣中的傳播速度，計算出與障礙物的距離與相對速度。毫米波雷達與光學和紅外線雷達相比不受目標物體形狀顏色的干擾，與超聲波相比不受大氣紊流的影響，因而具有穩定的探測性能;環境適應性好。受天氣和外界環境的變化的影響小，雨雪，灰塵，陽光都對其沒有干擾;多普勒頻移大，測量相對速度的精度提高。

基于多傳感信息融合的車輛主動防碰撞控制系統，就是根據多傳感器接收到的車輛前方目標信息和本車的狀態信息，利用多源信息融合技術，識別出本車前方車輛的距離和速度等狀態信息，并進行碰撞危險估計的。顯然，基于多傳感信息融合的車輛主動防碰撞控制系統是一種主動式的防撞、防抱死的汽車安全系統，它使反應時間、距離、速度三個方面都能得到優化控制，可減少駕駛員的負擔和判斷錯誤，對于提高交通安全性將起到重要作用，是實現汽車自動化駕駛的基礎。

在汽車防撞傳感器當中，根據工作原理和工作過程不同，分為超聲波雷達、紅外雷達、激光雷達以及毫米波雷達。其中前三種雷達，都是通過對回波的檢測，與發射信號相比較，得到脈沖或相位的差值，從而計算出發射與接收信號的時間差。再分別對應于超聲波、紅外線、激光在空氣中的傳播速度，計算出與障礙物的距離與相對速度。這三種采用聲光原理設計出的汽車防撞雷達雖結構簡單，價格低廉，但容易受到惡劣氣象條件干擾，無法確保測距精度。毫米波雷達則顯示出它特有的優點，與光學和紅外線雷達相比不受目標物體形狀顏色的干擾，與超聲波相比不受大氣紊流的影響，因而具有穩定的探測性能;環境適應性好。受天氣和外界環境的變化的影響小，雨雪，灰塵，陽光都對其沒有干擾;多普勒頻移大，測量相對速度的精度提高。

下面我們就逐步介紹主流的傳感器技術，目前最受關注的傳感手段是運用毫米波進行測量的雷達系統。今天先介紹毫米波雷達技術。

雷達為利用無線電回波以探測目標方向和距離的一種裝置。雷達為英文Radar一詞的譯音，該字詞是由Radio DetectionAnd Ranging一語的前綴縮寫而成，為無線電探向與測距的意思。全世界開始熟悉雷達是在1940年的不列顛空戰中，七百架載有雷達的英國戰斗機，擊敗兩千架來襲的德國轟炸機，因而改寫了歷史。二次大戰后，雷達開始有許多和平用途。在天氣預測方面，它能用來偵測暴風雨;在飛機輪船航行安全方面，它可幫助領港人員及機場航管人員更有效地完成他們的任務。

毫米波，是工作在毫米波波段(millimeter wave)，工作頻率在 30～100GHz，波長在1～10mm之間的電磁波。毫米波的波長介于微波和厘米波之間，因此毫米波雷達兼有微波雷達和光電雷達的一些優點。車用毫米波雷達主要包括24GHz和77GHz毫米波雷達。

同厘米波導引頭相比，毫米波導引頭具有體積小、質量輕和空間分辨率高的特點。與紅外、激光、電視等光學導引頭相比，毫米波導引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強，具有全天候(大雨天除外)全天時的特點。毫米波雷達可以全天候工作，不受天氣狀況的影響，而惡劣的氣候環境正是導致交通事故的主要原因之一。毫米波與光波相比，它們利用大氣窗口(毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時，由于氣體分子諧振吸收所致的某些衰減為極小值的頻率)傳播時的衰減小，受自然光和熱輻射源影響小。

毫米波在雷達中應用的主要限制有：雨、霧和濕雪等高潮濕環境的衰減，以及大功率器件和插損的影響會降低毫米波雷達的探測距離;樹叢穿透能力差，相比微波，對密樹叢穿透力低。

毫米波和大多數微波雷達一樣，有波束的概念，也就是發射出去的電磁波是一個錐狀的波束，而不像激光是一條線。這是因為這個波段的天線，主要以電磁輻射，而不是光粒子發射為主要方法。這一點，雷達和超聲是一樣，這個波束的方式，導致它優缺點。優點，可靠，因為反射面大，缺點，就是分辨力不高。毫米波雷達可以對目標進行有無檢測、測距、測速以及方位測量。

說起測距的原理，其實也簡單，都是基于TOF(Time OfFlight)原理。雷達工作原理與聲波的反射情形十分類似，差別只在于其所使用的波是一個頻率很高的無線電波，而非聲波。雷達的發射機相當于發出喊叫聲的聲帶，可以發出類似喊叫聲的電脈沖(Pulse)，雷達的指向天線就好像喊話筒，使電脈沖的能量，能集中某一方向發射。接收機的作用則與人耳相仿，用以接收雷達發射機所發出電脈沖的回波。

毫米波雷達測速和普通雷達一樣，有兩種方式，一個基于多普勒效應(Dopler Effect)原理。所謂多普勒效應就是，當聲音，光和無線電波等振動源與觀測者以相對速度V相對運動時，觀測者所收到的振動頻率與振動源所發出的頻率有所不同。因為這一現象是奧地利科學家多普勒最早發現的，所以稱之為多普勒效應。也就是說，當發射的電磁波和被探測目標有相對移動、回波的頻率會和發射波的頻率不同。

當目標向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發射機頻率;反之，當目標遠離天線而去時，反射信號頻率將低于發射機率。由多普勒效應所形成的頻率變化叫做多普勒頻移，它與相對速度V成正比，與振動的頻率成反比。如此，通過檢測這個頻率差，可以測得目標相對于雷達的移動速度，也就是目標與雷達的相對速度。根據發射脈沖和接收的時間差，可以測出目標的距離。同時用頻率過濾方法檢測目標的多普勒頻率譜線，濾除干擾雜波的譜線，可使雷達從強雜波中分辨出目標信號。所以脈沖多普勒雷達比普通雷達的抗雜波干擾能力強，能探測出隱蔽在背景中的活動目標。脈沖多普勒雷達于20世紀60年代研制成功并投入使用。

多普勒雷達就是利用多普勒效應進行定位，測速，測距等工作的雷達。但是這種方法無法探測切向速度，第二種方法就是通過跟蹤位置，進行微分得到速度。

對于車輛安全來說，最主要的判斷依據是兩車之間的相對距離和相對速度信息。高速行駛中的車輛如果距離過近，則容易造成追尾事故。因此，常用的防撞系統都將對車輛之間的相對距離的測量作為主要的檢測任務。

目前市面上的毫米波雷達有 24GHz，77GHz 兩種規格。其中，77GHz 毫米波雷達主要用在車的正前方，用于對中遠距離物體的探測，24GHz 毫米波雷達一般被安裝在車側方和后方，用于盲點檢測，輔助停車系統等。

雷達的工作體制主要分為脈沖方式和連續波方式。連續波(ContinuousWave:CW)雷達是指發射連續波信號，主要用來測量目標的速度。如需要同時測量目標的距離，則需要對發射信號進行調制，例如對連續波的正弦波信號進行周期性的頻率調制。而脈沖雷達發射的波形是矩形脈沖，按一定的或者交錯的重復周期工作。

現代脈沖雷達技術已經相當成熟了，但是從原理上來講同時解決距離和速度測量的模糊問題是不可能的，這就需要采用多重復脈沖頻率(PRF)的方法來解決距離和速度模糊，因而不僅使系統的數據傳輸率下降，而且不利于信噪比(SNR)的提高。而連續波雷達，例如用偽碼或者隨機碼0～π 調相的連續波雷達，則可以很好地解決脈沖雷達盲區的問題，且有良好的速度和距離分辨率。

同時在近程雷達系統或者次級雷達中，連續波雷達和脈沖雷達相比具有獨特的優點：特別是隨著當今世界微波固態器件的發展，利用連續波雷達能使雷達更為簡單，其原因在于連續波雷達的發射機無需甚高壓，不會產生高壓打火，并且調制信號可以多樣化，這在相同體積和重量下有利于發射機的提高。這樣，連續波雷達可以做到體積小、重量輕、發射機容易實現而且饋線損耗也較低。