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  • 常见雷达参数
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    2020-10-12 14:11:50

    1.工作频率以及工作带宽

    雷达的工作频率主要根据目标的特性、电波传播条件、天线尺寸、高频器件的性能、雷达的测量精确度和功能等要求来决定。工作带宽主要根据抗干扰的要求来决定。一般要求工作带宽为5%~10%,超带宽雷达为25%以上(相对发射波形的中心频率)

    2.发射功率

    发射功率的大小影响作用功率,功率大则作用距离远。发射功率分脉冲功率和平均功率。雷达在发射脉冲信号期间所输出的功率称为脉冲功率,平均功率是指一个周期内发射机输出功率的频率。发射机的输出功率直接影响雷达的威力和抗干扰能力。高频大功率的产生受到器件、电源容量和效率等因素的限制。一般远程警戒雷达的脉冲功率为几百千瓦至兆瓦量级,中、近火控雷达为几千瓦至几百千瓦量级。

    3.调制波形、脉冲宽度和重复频率

    早期雷达发射信号采用单一的脉冲波形幅度调制,现代雷达采用多种调制波形以供选择。
    脉冲宽度指发射脉冲信号的持续时间,用τ表示。一般在0.05~20us,它不仅影响雷达的探测能力,还影响距离分辨率。早期雷达的脉冲宽度是不变的,现代雷达采用多种脉宽的信号以供选择。当采用脉冲压缩技术时,发射脉冲时宽可达数百微秒,相应地用脉冲压缩方式增大信号的带宽。
    脉冲重复频率是指雷达每秒钟发射的射频脉冲的个数用Fr表示。脉冲重复频率的倒数称为脉冲重复周期,它等于相邻两个发射脉冲前沿的间隔时间,用Tr表示。雷达的脉冲重复频率一般在50~2000Hz(相应的Tr为20000—500us)。它们既决定了雷达单值测距范围,又影响不模糊测速区域大小。为了满足测距测速的性能的要求,现代雷达常采用多种重复频率或参差重复频率。

    4.天线的波束形状、增益和扫描方式

    天线波束形状一般用水平和垂直面内的波束宽度来表示(3dB表示)。
    米波雷达的波束宽度在10度量级,而厘米波雷达的波束宽度在几度左右。常见的波束形状有扇形、针状和余割平方形。
    天线的增益近似表示式为:
    在这里插入图片描述

    其中,A为天线的有效截面积。天线的增益越大,则雷达作用距离越远。
    搜索个跟踪目标时,天线的主瓣在雷达的探测空域内以一定的规律运动,称为扫描。它可以分为机械扫描和点扫描两大类。
    利用整个天线系统或者其某一部分的机械运动来实现波束扫描的称为机械性扫描。
    电扫描时,天线反射体、馈源等不必做机械运动。

    5.接收机的灵敏度

    接收机的灵敏度是指雷达接收微弱信号的能力。它用接收机在噪声电平一定时所能感知的输入功率的大小来表示,通常规定在保证50%~90%发现概率条件下,接收机输入端回波信号的最小功率作为接收机的最小可检测信号Prmin。这个功率越小,接收机的灵敏度越高,雷达的作用距离就越远。

    6.终端装置和雷达输出数据的形式

    最常用的终端装置时候是显示器。根据雷达的任务和性质不同,所采用的显示器的形式也不同。

    7.电源供应

    功率大的雷达,电源供应是个重要问题

    更多相关内容
  • 1、ALOS2 https://www.jianshu.com/p/933c204a60b6?utm_campaign=maleskine 2、Sentinel-1 https://blog.csdn.net/mihou_qust/article/details/113827870 3、radarsat2 ...4、TerraSAR-X https://www

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    以上表格上来自参考文献:
    《InSAR变形监测方法与研究进展》,朱建军

    也可以参照网站:
    1、ALOS2
    https://www.jianshu.com/p/933c204a60b6?utm_campaign=maleskine
    2、Sentinel-1
    https://blog.csdn.net/mihou_qust/article/details/113827870
    3、radarsat2
    http://www.ceode.cas.cn/sjyhfw/ygwxfj/dmjszjswx/201109/t20110929_3356418.html
    4、TerraSAR-X
    https://www.sohu.com/a/225421714_637217
    5、COSMO-SkyMed卫星
    https://tieba.baidu.com/p/6626054643
    但网站上不太权威,不太准确

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  • 三维激光雷达参数标定是智能车通过激光雷达感知环境的基础, 针对常见标定方法实施繁琐、精度低, 以及依赖其他传感器的问题, 提出了一种分步自动标定算法。第1步对地面点云进行拟合得到地面方程, 构造水平度函数, ...
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  • 常见激光雷达分类

    千次阅读 2022-04-27 09:42:42
    主要工作原理是向目标发射激光束(单线/多线),然后将反射信号与发射信号比较, 分析信号的折返时间(TOF)或频率差(多普勒频移),即可获得目标距离等相关参数。 为什么叫激光雷达? 激光是大量原子受激辐射...

    一、激光雷达的原理

    激光雷达的原理类似于声呐,只不过这里我们用光代替声音,来衡量激光雷达与障碍物之间的距离。主要工作原理是向目标发射激光束(单线/多线),然后将反射信号与发射信号比较, 分析信号的折返时间(TOF)或频率差(多普勒频移),即可获得目标距离等相关参数。

     

     为什么叫激光雷达?

    激光是大量原子受激辐射所产生的发光行为,激光在传播中始终像一条笔直的细线,发散的角度极小。

    如果一个激光雷达能够在同一个空间内,按照设定好的角度发射无数条激光,就能得到无数基于障碍物的反射信号。比如一条线速激光通过一个平面反射的障碍物信息,将得到一个平面地图;多条激光线速通过不同平面反射的障碍物信息,将得到一个三维地图。

    二、激光雷达的作用

    机器人自主定位与导航,常用于定位建图和避障导航,是移动机器人感知外界环境障碍物的眼睛。

    三、常见的激光雷达类型,以及各自的优缺点和适用场景

    1、线数划分

    ①单线激光雷达:

    单线激光雷达只能完成平面扫描,其扫描速度快、分辨率和可靠性高,目前主要应用于服务机器人等对高度信息要求不高,需要规避障碍物的场景。

     

    ②多线激光雷达:

    多线激光雷达可识别物体的高度信息(可理解为竖直方向的积分),目前业界以4~128线为主,造价昂贵,主要用于无人车自动驾驶等领域。

    2、扫描方式划分

    激光雷达按扫描方式大体可以分为三种类型,机械式、固态式和混合固态式。目前机械式最为常用,固态式为未来业界大力发展方向(固态指激光雷达为单个整体,没有需要旋转和可动扫描部件);混合式是机械式和纯固态式的折中方案(较机械式只扫描前方一定角度内的范围;较纯固态式仍有一些较小的活动部件),是目前阶段量产装车的主流产品。

    械旋转式激光雷达:

    业界多为此种方案。发射系统和接收系统存在物理意义上的转动,不断的旋转发射器,将激光点变成线,并在竖直方向上排布多束激光发射器形成面,实现3D扫描的目标。但内部结构复杂,主要包括激光器、扫描器、光电探测器以及位置和导航器件。由于通过复杂的机械结构实现高频准确的转动,硬件成本高,且很难保持长时间稳定运行,业界寿命多为2~3万小时(正常使用约2~3年),因此目前固态激光雷达成为很多公司的研究方向。

    转镜激光雷达(混合固态):

    转镜类似于机械式,保持收发模块不动,通过电机带动转镜运动,将激光反射到不同的方向实现一定范围内激光的扫描。目前转镜式激光雷达方案较成熟、易过车规,是目前自动驾驶上应用的比较多的方案,相比纯机械式,机械结构简单,体积相对较小,易于量产。

    MEMS激光雷达(混合固态):

    MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)采用微振镜扫描,在微观上实现激光雷达发射端的光束操纵MEMS微振镜是一种硅基半导体元器件,技术成熟,集成度高,它的引入可以帮助激光雷达减少马达、多棱镜等机械运动装置,减小尺寸空间,同时还可以减少激光器和探测器数量,极大地降低成本。但是其尺寸较小,限制了扫描范围和视场角,且稳定性较低,过车规难度较大,目前量产一致性较低。

    泛光面阵式激光雷达(Flash,固态):

    泛光面阵式是目前全固态激光雷达中较为成熟的技术(快闪,原理类似相机),它可以短时间直接发出一大片覆盖探测区域的激光,以高灵敏度的接收器来完成周围环境的绘制,能快速记录整个场景,避免了扫描过程中雷达或目标的移动带来的影响。但是由于每次发射的光线会散布在整个视场内,这意味着只有小部分激光会投射到某些特定点,很难进行远距离探测。

    ⑤光学相控式激光雷达(OPA,固态):

    相控阵激光雷达采用多个光源组成阵列,通过控制各光源发光时间差(相对相位),合成具有特定方向的主光束,加以控制便可实现不同方向的扫描。光学相控阵要求单元尺寸不大于半个波长,目前激光雷达的工作波长均在1000nm左右,故阵列单元的尺寸不得大于500nm,加工难度较大。

    我们今天推荐的这款激光雷达,主要特点:

    1.小巧,重量轻,放到我们P600无人机上比较合适;

    2.单线机械式激光雷达探测范围40M,室内外都可以用,技术成熟,成本低;

    3.性价比高,适合科研,可大规模量产,用于室内服务机器人和工厂AGV等场景。

    该产品支持合同对公、淘宝、京东自营/慧采等交易方式。如您对该产品感兴趣,可添加以下售前人员咨询。

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    - End -

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  • TI雷达chirp参数解析设置

    千次阅读 2021-05-27 15:32:23
    调频连续波(FMCW)毫米波雷达传感器越来越广泛地应用于多用途和工业应用中。这些应用的系统要求和关注点可能会有很大的不同。范围要求、范围分辨率、最大速度要求、传感器视场、数据存储器、处理器、,因此,对于...

    摘自TI Programming Chirp Parameters in TI Radar Devices

    1、引言

    调频连续波(FMCW)毫米波雷达传感器越来越广泛地应用于多用途和工业应用中。这些应用的系统要求和关注点可能会有很大的不同。范围要求、范围分辨率、最大速度要求、传感器视场、数据存储器、处理器、,因此,对于一些需要在最终应用程序上分析的方面,了解MCWChirpConfiguration和系统性能参数之间的关系在选择正确的Chirp配置时,TI的mmwaveradardevices(MMIC)在配置Chirp参数和允许在单个帧中进行多个啁啾配置。定时参数由数字定时装置和内置的无线电处理器精确控制,无需长时间的战争干扰。本文档描述了啁啾参数的编程,并解释了确定这些参数值的各种系统考虑因素。

    2、线性调频配置对系统参数的影响

    在线性调频雷达中,发射(TX)信号是一个频率随时间线性变化的single tone。这种扫频通常被称为“啁啾”/chirp。一组啁啾构成“帧”,它可用作雷达处理的观测窗口。啁啾的各种参数(如频率斜率、扫频带宽、,以此类推)影响系统性能。

    图1描述了单个啁啾和相关的定时参数。图2显示了由帧间时间所遵循的一系列啁啾组成的帧结构。这表示“快速调频连续波”调制,其中每个啁啾通常持续几十微秒。

    以下章节列出了在任何雷达应用中通常考虑的关键系统性能参数,以及啁啾配置对其中一个的影响。

    2.1测量和距离分辨率

    雷达传感器探测目标的最大距离和最小距离是雷达传感器的一个重要参数,距离分辨率(分辨两个近旁目标的能力)也是雷达传感器的另一个重要指标。

    2.1.1最大距离(Maximum Range)

    在汽车自适应巡航控制(ACC)等应用中,能够观察到远处的物体(150m)是很重要的。探测遥远的物体可以被接收信号的信噪比或雷达设备支持的IF带宽所限制

    最大距离与中频带宽的关系如图1所示。TI公司的AWR2243雷达设备提供了较大的20 MHz带宽,而AWR1243提供了15 MHz带宽,允许更多的灵活性,可以使用的坡度,这直接有助于增加最大速度,我们将在后面看到

    需要注意的是,IFmax依赖于ADC采样频率(ADCsampling)。在complex 1x采样模式中,中频带宽IF限制为0.9* (ADCsampling)。在complex 2x和实采样模式下,中频带宽IF限制为0.9* (ADCsampling)/2。ti雷达设备的最大adc采样频率为45 MHz(AWR22xx)和37.5MHz(AWR1xxx)

    2.1.2 距离分辨率Range Resolution

    在许多应用中,能够将两个相近空间的对象分解为两个独立的对象是很重要的,两个物体之间的最小距离,允许它们被检测为单独的物体,称为距离分辨率。这主要取决于雷达传感器能提供的chirp扫频带宽。扫频带宽越大,距离分辨率越高。TI的雷达设备支持4GHz的带宽,使距离分辨率低至约4厘米

    更好的解决方案也有助于探测非常接近的物体,因此,提高了最小探测范围。

    2.2 测量分辨率和速度分辨率

    2.2.1 最大速度 Maximum Velocity

    随着距离的增加,物体的相对速度是另一个重要的参数。快速FMCW调制雷达的最大可测量速度取决于chirp周期时间,即,两个连续chirps的开始之间的时间差。这又取决于扫频速度和允许的最小帧间时间。

    MMICC频率越快,最大无模糊速度越高。TI的MMICA允许的最大斜率为100 MHz/μs。此外,闭环PLL的设计也支持频率斜坡的快速沉降。因此,VCO从chirps的ramp末端跳转到下一个ramp的时间非常短,允许的idel time很短(低至2us),有关最小时间计算,请参阅第5节。

    2.2.2 速度分辨率Velocity Resolution

    在倒车辅助等应用中,您可能需要分离出速度差异较小的对象,这就需要良好的速度分辨率。速度分辨率主要取决于传输帧的持续时间,即增加帧中的啁啾数可以提高速度分辨率。

    2.3 角度分辨率 Angular Range and Resolution

    为了在二维空间中定位目标,目标的角度也需要与距离一致。在雷达系统中,角度是通过接收来自相距一定距离d的多个目标接收天线的反射信号来估计的。信号到达每一个连续接收天线都被延迟d*sin(θ) ,这个“延迟”产生了的相移。每个接收天线之间的相移用来估计目标的角度(θ)。

    MMIC的可测量无模糊视场角取决于接收天线的间距d

    因此,从更广的角度来看,接收天线的间距是ƛ/2、理论视场角范围为±90° 。

    除了天线间距外,不同角度的可测量距离也取决于天线增益方向图。通常情况下,天线在一个角度上会有一个峰值(主要是在0°,即天线正前方),然后增益将随着角度的增加而减小。图4为一个天线方向图示例,其中角度为90° 处的天线增益比0°时低15分贝以上。

    2.3.1 角度分辨率 Angular Resolution

    除了角度视场,解决两个近角度的物体也很重要,即要有很好的分辨率。以汽车雷达为例,重要的是检测到两个很远的不同车道上的两辆车,而不是检测到它们是一辆车。一般来说,角度分辨率的测量取决于可用的接收天线的数量。天线数量越多,分辨率越高。

    使用多个发射天线可以进一步提高角度分辨率。有关细节,请参见MIMORadar。如果有多个发射天线可用,则发送天线可以如下图布局,每个发射天线与一组接收天线一起构成一个虚拟接收阵列。例如,如果有3个TX和4个RX,那么一个MIMO radar system可以产生12个虚拟通道的等效角度分辨率。

    3. 常见应用的chirp配置

    在自动驾驶中,雷达最常见的应用包括短程雷达(通常安装在拐角处)和中程或远程雷达(通常正面)。

    本节展示了22mUSRR,45mSRR,125MMR和225MLRUSE-case。请务必注意,这些只是一般的示例配置,可以根据客户的特定系统性能要求更改参数。适用于各种TI的MMWAVE雷达设备的示例配置和用例如设备规格概述白皮书所示

    未完待续......

    展开全文
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