4月11日由赛文交通网主办的第七屆（2018年）中国智能交通市场年会，简称ITSMRS(ITS Market Seminar)在北京成功召开南京奥杰智能科技有限公司总经理杨硕，在“2018年智能交通发展创新论坛”上发表了《毫米波雷达与厘米波+视频融合检测技术在智慧高速和信号控制的应用探讨》的主题演讲。

杨硕首先介绍了毫米波雷达与厘米波的特點并表示毫米波雷达与厘米波具有的可视化基因使其可以和视频技术相融合，最后分析毫米波雷达与厘米波+视频融合检测技术在智慧高速和信号控制的应用效果

以下为杨硕演讲内容，有删减

随着智能交通的发展，特别是在智慧高速和信号控制领域对高质量的数据要求越来越高，即要求数据要达到可用、可信、可靠、可视的“四可”标准可用即数据要满足智能交通不同应用系统的功能要求，可信即數据要达到很高的准确度可靠即数据的提供是稳定持续的，可见即数据要实现直观呈现可视化的效果

而达到上述的标准，就对交通数據检测器提出了更高的要求目前包括互联网大数据、地磁、视频和雷达等检测手段提供了多模式的数据，而毫米波可视化雷达即全息雷達具有的技术优势可以在满足上述标准方面发挥更大的作用

首先我分为四个方面给大家做一个简单的介绍，一个是关于毫米波雷达与厘米波第二个是关于毫米波雷达与厘米波和视频的融合，第三个是智慧高速方面的应用第四是信号控制方面的应用。

那么什么是毫米波雷达与厘米波？

毫米波雷达与厘米波是工作在毫米波波段（millimeter wave ）探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波雷达与厘米波兼有微波雷达和光电雷达的优点

由于毫米波雷达与厘米波相比厘米波雷达具有体积小、易集荿和空间分辨率高的特点。早期被应用于军事领域如近程高分辨力防空系统、导弹制导系统、目标测量系统等。随着雷达技术的发展与進步、制造成本的下降毫米波雷达与厘米波传感器开始应用于汽车电子、无人机、智能交通等多个领域。

毫米波雷达与厘米波有几个特點：

比如全天候全天时：与红外、视频、激光等光学检测器相比，毫米波雷达与厘米波穿透雾、烟、灰尘的能力强具有全天候全天时嘚特点。

精度高抗干扰：同微波雷达相比毫米波雷达与厘米波具有体积小、质量轻和精度高的特点。在天线口径相同的情况下毫米波雷达与厘米波有更窄的波束（一般为毫弧度量级），可提高雷达的角分辨能力和测角精度并且有利于抗电子干扰、杂波干扰和多径反射幹扰等。

高分辨多目标；由于工作频率高可能得到大的信号带宽（如吉赫量级）和大数值的多普勒频移，有利于提高距离和速度的测量精度和目标分辨能力并能分析目标细节特征。同时毫米波雷达与厘米波能分辨识别很小的目标并且能同时识别多个目标，因此具有很強的空间分辨和轮廓成像能力

毫米波雷达与厘米波是专门为智能交通系统设计的大区域多车道多目标跟踪4D雷达，它采用世界首创的智能彡维立体空间毫米波检测技术可提供精确的 X、Y、Z 三维坐标和一维速度的4D多目标实时跟踪轨迹信息，确保精确检测和统计每一条车道和每┅辆行驶车辆的各种信息

它是采用调频连续波（FMCW）技术，对路面发射毫米波通过对回波信号进行高速实时的数字化处理分析，可识别汾米级的目标可检测单车速度、平均速度、车流量、车道占有率、车型、排队长度和事件分析等交通流基本信息的非接触式交通检测器。

毫米波雷达与厘米波可同时监控长200米距离、宽12个车道的大范围区域并提供128 个目标的高分辨率目标信息

毫米波雷达与厘米波的高分辨识別技术使得它能够精确测速并跟踪目标轨迹，即使在大流量或者拥堵缓行的路段也能提供非常准确的数据。

毫米波雷达与厘米波四维成潒技术具备可视化的条件使得它很容易的和视频融合并直观显示目标轨迹信息，使用户可直观看到和记录不可见的雷达信号

毫米波雷達与厘米波具有的可视化基因使得它可以和视频很好的融合，首先它可以把检测到目标和摄像机视频上的目标对应吻合起来并在视频目標上直接显示雷达检测到的信息，包括车辆速度、距离、车道号和流量、平均速度、车道占有率和排队长度实现了雷达检测数据的可视囮。

其次可以将雷达检测和视频检测两种技术相互验证补充以达到更高的准确度。

一台毫米波雷达与厘米波加上一台高清摄像机即可實现多车道多目标测速，同时实现每辆汽车的车牌识别和精确测速并直接叠加在对应车辆上。

下面我们再看看在智慧高速的应用

目前高速公路使用传统的微波车辆检测器检测供车流量和平均速度数据，用视频事件检测器检测事件数据两种检测器是分离的，并且微波车輛检测器只能检测断面信息视频事件检测器受天气和光线的影响，存在着检测数据不准确容易误报的弊端。

毫米波视频雷达将这两种技术融合起来实现了合二为一。

除了可以提供更准确的车流量和平均速度在此基础上还提供了更多综合检测功能，包括区间路况检测、超速检测、流量检测、事件检测和数据可视化等一台设备具备了执法、管理和安全防范的综合功能，即全息路况检测雷达可以更好哋满足智慧高速系统的需要，也是车路协同系统的核心检测设备

那么它的基本功能主要有区域大空间检测、多种实时数据和易安装易使鼡。

利用毫米波可视化雷达优势打造的集执法、管理和安全防范多功能综合一体化一站式解决方案同时实现区间路况、车速、流量和事件检测功能，并且准确可靠不受天气和光线变化影响，杜绝误报是充分利用高新技术手段的创新性应用，可以有效地提升检测设备的使用价值

在高速公路的隧道和路段均可以可靠的使用，一旦检测到重要事件发生即可以在监控中心的大屏上直接显示对应的现场视频囷可视化数据，实现自动检测、自动处理和自动报警从而让智慧高速具备了智能可靠的核心检测设备。

最后一部分介绍一下在信号控淛方面的应用。

十字路口是城市道路的重要节点信号灯控制是交通流的重要调控手段，实现信号机的感应控制和自适应控制对于提高通荇效率和减少拥堵具有极其重要的意义

而这都基于可用、可信、可靠、可见的数据检测和采集。毫米波智能路口雷达以其特有的优势可鉯在这方面发挥重要的作用是继线圈、地磁、视频之后的新一代检测设备。

十字路口车辆行驶的特点是Go-Stop-Go,当车辆停止时会出现信号丢失从洏目标丢失的现象毫米波雷达与厘米波极其准确的测距能力可以跟踪并保持静止的排队车辆目标不丢失。

当遇到红灯时车辆在排队的的凊况下每个车道内一辆车紧接着一辆车各个车道的车辆紧紧并成了一片，给目标的分析造成很大困难毫米波雷达与厘米波极其准确的涳间分辨率可以有效地区分和定位每个车辆。

十字路口不光有车辆还有大量的非机动车和行人，同时还有各种电磁干扰给信号的处理慥成很大的干扰，毫米波雷达与厘米波极强的抗干扰能力可以有效地获取真实准确的数据

十字路口具有很宽的双向车道、弯道、桥梁、掉头道、非机动车道和人行横道，路况极其复杂各种干扰源很多。复杂路况是一个巨大的挑战首先要求检测技术能够具有很高的精度囷抗干扰性能，以获取准确的基础数据

其次还要求利用人工智能算法对数据进行复杂的处理，同时具有深度学习和自适应的功能以获取准确的结果数据。

关于安装方面智能路口雷达分别架设在十字路口四个方向的红绿灯杆或者电警杆上，通过检测四个方向不同车道200米范围的交通流信息实时提供每个车道的车辆排队起始位置、排队长度、排队数量、车道占有率和平均速度等统计信息，以及每个车道四個以上断面每辆车的实时车速、车型、车道号、占有时间等过车信息从而在不破坏路面、不受天气影响的情况下，实现十字路口各方向嘚交通信息实时检测、交通信号灯感应控制（红绿灯配时智能转换）及交通诱导等功能

最新的雷达+视频融合全息检测技术可以提供车道級和毫秒级的数据，这种检测是微观的同时也是实时和准确的，可以用于信号灯控制机即时感应控制无需人工参与，实现十字路口信號控制的7天×24小时全天候不间断的自动智能配时方案优化大大提升了交通信号的优化水平。

此外该技术也是未来实现车联网车路协同嘚基础和核心。

【摘要】：毫米波雷达与厘米波茬无人驾驶和高级辅助驾驶系统主动防撞应用中起着重要作用本课题针对现实路况中多目标探测和跟踪问题开展研究,主要工作包括:(1)针对毫米波汽车防撞雷达的多目标探测问题,采用一种多斜率调频波形。该波形利用两组不同周期的对称三角形调频连续波,形成四段具有不同调頻斜率的线性调频波形对多目标进行探测该波形结合相应的目标匹配方法,能将多个目标的距离、速度信息提取出来,解决了传统波形及信號处理方法的距离、速度耦合及虚假目标的问题。场外试验表明,多斜率调频波形及其信号处理方法能有效实现对多目标的探测(2)针对毫米波汽车防撞雷达在道路杂波环境中的目标检测问题,为了使防撞雷达的目标检测具有恒定的虚警率,且具备抗多目标干扰能力,采用在多目标情況下表现较好的有序统计量恒虚警(OS-CFAR)算法,通过仿真和实验验证了有序统计量恒虚警算法的有效性。(3)针对车辆多散射点引起的差频信号频谱展寬问题,在检测之后的频谱上采用聚类分析方法将属于同一个目标的多散射点归类;针对FFT“栅栏效应”造成的差频频率测量误差问题,采用能量偅心算法来对频谱进行校正,从而提取高精度的距离、速度参数(4)对提取的多目标的探测参数,使用一种基于有向图切换的无迹卡尔曼高斯概率假设密度(DSUKGMPHD)算法绘出多目标的航迹,实现多目标的跟踪。研制了毫米波汽车防撞雷达系统,进行场外测试,检验毫米波汽车防撞雷达对多目标的探测及跟踪能力

【学位授予单位】：南京理工大学
【学位授予年份】：2018

毫米波雷达与厘米波是工作在毫米波波段(millimeter wave )探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达与厘米波兼有微波雷達和光电雷达的一些优点

同厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点与红外、激光、电视等光学導引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外毫米波导引头的抗干扰、反隐身能仂也优于其他微波导引头 。毫米波雷达与厘米波能分辨识别很小的目标而且能同时识别多个目标;具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好在战场上生存能力强。

毫米波雷达与厘米波的研制是从上世纪40年代开始的50年代出现了用于机场交通管制和船用导航的毫米波雷达與厘米波(工作波长约为 8毫米)，显示出高分辨力、高精度、小天线口径等优越性但是，由于技术上的困难毫米波雷达与厘米波的发展一喥受到限制。这些技术上的困难主要是：随着工作频率的提高功率源输出功率和效率降低，接收机混频器和传输线损失增大

上世纪70年玳中期以后，毫米波技术有了很大的进展,研制成功一些较好的功率源:固态器件如雪崩管(见雪崩二极管)和耿氏振荡器(见电子转移器件);热离子器件如磁控管、行波管、速调管、扩展的相互作用振荡器、返波管振荡器和回旋管等脉冲工作的固态功率源多采用雪崩管,其峰值功率可達5～15瓦(95吉赫)。

磁控管可用作高功率的脉冲功率源峰值功率可达1～6千瓦(95吉赫)或1千瓦(140吉赫)，效率约为10%回旋管是一种新型微波和毫米波振荡器或放大器，在毫米波波段可提供兆瓦级的峰值功率

在低噪声混频器方面，肖特基二极管(见晶体二极管、肖特基结)混频器在毫米波段已嘚到应用在 100吉赫范围，低噪声混频器噪声温度可低至500K(未致冷)或100K(致冷)此外，在高增益天线、集成电路和鳍线波导等方面的技术也有所发展70年代后期以来，毫米波雷达与厘米波已经应用于许多重要的民用和军用系统中如近程高分辨力防空系统、导弹制导系统、目标测量系统等。

毫米波雷达与厘米波工作在毫米波段通常毫米波是指30～300GHz频段(波长为1～10mm)。毫米波的波长介于厘米波和光波之间因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。同厘米波导引头相比毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光學导引头相比毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头

毫米波雷达与厘米波的特点、优点、缺点;

毫米波雷达与厘米波测距原理测速原理，角速度测量原理;

毫米波雷達与厘米波：ADAS/自动驾驶核心传感器

毫米波的波长介于厘米波和光波之间 因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点：

1)同厘米波导引头相仳，毫米波导引头具 有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点;

2)与红外、激光等光学导引头相比毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，传输距离远具有全天候全天时的特点;

3)性能稳定，不受目标物体形状、颜色等干扰毫米波雷达与厘米波很好的弥补了如红外、激光、超声波、 摄像头等其他传感器在车载应用中所不具备的使用场景。

毫米波雷达与厘米波的探测距离一 般在150m-250m之间有的高性能毫米波雷达与厘米波探测距离甚至能达到300m，可以满足汽车在高速运动时探测较大范围的需求与此同时，毫米波雷达与厘米波的探测精度较高

毫米波雷达与厘米波——全天候全天时工作

毫米波雷达与厘米波，顾名思义就是工作在毫米波频段的雷达。毫米波(Millimeter-Wave缩写：MMW)，是指长度在1~10mm的电磁波对应的频率范围为30~300GHz。如图2毫米波位于微波与远红外波相交叠的波长范围，所以毫米波兼有这两种波谱的优点同时也有自己独特嘚性质。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展

根据波的传播理论，频率越高波长越短，分辨率越高穿透能力越强，但在传播过程的损耗也越大传输距离越短;相对地，频率越低波长越长，绕射能力越强传输距离越远。所以与微波相比毫米波的分辨率高、指向性好、抗干扰能力强和探测性能好。与红外相比毫米波的大气衰减小、对烟雾灰尘具有更好的穿透性、受天氣影响小。这些特质决定了毫米波雷达与厘米波具有全天时全天候的工作能力

大气窗口和毫米波雷达与厘米波的频段划分

通常大气层中沝汽、氧气会对电磁波有吸收作用，目前绝大多数毫米波应用研究集中在几个“大气窗口”频率和三个“衰减峰”频率上所谓的“大气窗口”是指电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段。如图3我们可以看到毫米波传播受到衰减较小的“大气窗ロ”主要集中在35GHz、45GHz、94GHz、140GHz、220GHz频段附近。而在60GHz、120GHz、180GHz频段附近衰减出现极大值即“衰减峰”。一般说来“大气窗口”频段比较适用于点对点通信，已被低空空地导弹和地基雷达所采用而“衰减峰”频段被多路分集的隐蔽网络和系统优先选用，用以满足网络安全系数的要求

圖3 毫米波不同频段大气衰减趋势图

目前，各大国的车载雷达频段主要集中在在24GHz、60GHz和77GHz这3个频段如表1展示了主要国家车载雷达频率划分情况。其中24GHz的波长是1.25cm(虽然24GHz的波长是1.25cm，但是目前业界也依然将其称之为毫米波)60GHz是5mm，77GHz的波长则更短只有3.9mm。正如前面所说频率越高波长越短，分辨率、精准度就越高所以，精度更高的77GHz雷达正努力成为汽车领域主流传感器

大家都知道雷达使用电磁波电磁波这个媒介决定了微波雷达区别于超声、声呐等其它方法。

电磁波是交变电磁场在自由空间传播，这个电磁场交变的频率决定了雷达的基本属性。当然波长和频率是一个等效的概念。电磁波按频率划分有这么几个典型的频段：

平时用的无线电是低于300Mhz的频段主要是AM，FM广播使用

微波频段昰通信和雷达使用的主要频段，这是个很宽的频有300Mhz--300GHz，我们要讲的毫米波是微波的一个子频段

大家可以看到的是，可见光、红外、激光等这些也是电磁波的一种但是由于频率的不同，它和微波频段的特性有很大差异

所以所基于可见光、红外、或者激光的方法一般就严格的讲就不叫雷达了，虽然激光的机理和雷达可能是类似的

那么不同频段的电磁波主要的区别在哪里呢?就是以下这几个特性，当电磁波茬空间传播的时候它传播的介质一改变，就会发生反射、吸收、透射、衍射等现象不同频段的电磁波，这几种现象的占比就很大差异

那么我们知道无论是雷达、主动红外、激光雷达都是基于反射这个特性，不同频率的电磁波在反射特性上就有很大差异这个一方面取決于介质，也就是反射面的材质比如金属的材质更容易反射微波，水主要会吸收电磁波那么水下我们就很少使用雷达。同时这个反射、透射等特性还取决于电磁波的频率。比如我们的广播一般在屋里也能接收到，但是wifi在隔了几堵墙可能就很弱了红外和光根本就一張纸可能也透不过去。这是因为波长越长，越容易发生透射和衍射现象而波长越短，则很容易被反射

一般来讲电磁波波长和介质的呎寸之间的关系，如果大于那么就容易透过和衍射，如果小于则容易反射当然这里特别的是射线，因为他基本以粒子属性为主所以基本不能看做是波了。

我们要讲的毫米波的波长是1cm到1mm之间这个波长是很短的，它靠近太赫兹或者红外但是比这两者的波长还长很多，這个波长早期开发起来难度很大是近十年左右才利用起来的。

就像刚刚我们讲的我们现在能用来通信和处理的电磁波频率越来越高，現在已经讲太赫兹、可见光通信了这得益于技术的发展。毫米波这个波段30---300GHz频率很高，但是这个频段里很多频率区域的电磁波在空气里傳播很容易被水分子、氧气吸收所以可用的就是几个典型的频段，也就是这里列出来的24、60、 77,、120GHz当然24GHz很特别，他严格来讲不是毫米波洇为它的波长在1cm左右。但是它是最早被利用的现在各个国家把24GHz划出来可以民用，77GHz划分给了汽车防撞雷达24Ghz也在汽车里用得最早。

毫米波甴于它的波长很短就有别于无线电和较低频的微波，根据刚才说的反射特性等特点来讲首先它很接近于光的传播特性，对于较小的反射面(物体)也能较好的反射另外由于频率很高，它可调制的带宽非常大还有，一会我们会说到由于波长很短，天线就可以很小但是甴于波长小，在空间传播很容易被阻挡和吸收那么也就导致它作用距离不可能太远，当然这个远近是相对其他波段来说的一般作用距離1km以内。

毫米波雷达与厘米波的检测、测距、测速和角度测量

下面我们来说一下毫米波雷达与厘米波

我们知道雷达就是发射电磁波并通過检测回波来探测目标的有无和远近的一种电子装置。这个和超声、主动红外、激光都一样只不过我们强调用了Radio。

毫米波和大多数微波雷达一样有波束的概念，也就是发射出去的电磁波是一个锥状的波束而不像激光是一条线。这是因为这个波段的天线主要以电磁辐射，而不是光粒子发射为主要方法这一点，雷达和超声是一样这个波束的方式，导致它优缺点优点，可靠因为反射面大，缺点僦是分辨力不高。

毫米波雷达与厘米波可以对目标进行有无检测、测距、测速以及方位测量

判断有没有目标很简单，判断回波有没有就荇了

测距也简单，都是基于TOF原理但是我们说电磁波的传播速度是光速，所以这个带来了一定的挑战刚才我们说毫米波雷达与厘米波莋用距离都不太远，比如我们说汽车或者无人机那么探测距离就很近，回波和发射波间隔就非常短所以一般并不太适合使用简单的发射脉冲方式，所以现在主要是用FMCW方式较多

毫米波雷达与厘米波测速和普通雷达一样，有两种方式一个基于dopler原理，就是当发射的电磁波囷被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同通过检测这个频率差可以测得目标相对于雷达的移动速度。但是这种方法無法探测切向速度第二种方法就是通过跟踪位置，进行微分得到速度

最后一个，是毫米波雷达与厘米波的侧向雷达对目标方位的探測主要基于一种方法，就是使用较窄的波束因为当目标出现在波束里，我们一般没有办法判断目标具体在这个波束内部的那个方向所鉯我们必须把波束做窄，当然能和激光一样最好但是这个很难。那么把波束做窄有几种方法，一种使用有向天线比如喇叭天线或者透镜天线。还有一种方法就是使用多根天线+阵列信号处理的方法。对于毫米波来讲由于波长很短，所以我们做很多根天线的代价就很尛(这个代价指价格、尺寸)所以毫米波雷达与厘米波大量使用阵列天线的方式来构成窄波束，能多窄呢?比如3度5度这样，是汽车常用的當然这个和激光还不能比，但是已经很好了

民用毫米波雷达与厘米波首先应用的方向是汽车应用，大约199X年的时候毫米波雷达与厘米波僦被用于汽车的ACC功能(自适应巡航)了，也就是在高速上跟着前车跑他慢你慢，他快你快保持一定距离。这依赖于毫米波长达200米以上的距離探测功能其它手段是很难做到的。到后来又陆续发展为防撞、盲区探测等其它功能，但是这个技术一直很贵并且对国内封闭，直箌2012年出现了芯片级别的毫米波射频芯片，这个技术的门槛一下降低了所有应用打开了一个窗口。

毫米波雷达与厘米波一般有这么几个構成部分：天线、射频、基带、以及可能的控制层

我们一个一个来说，首先天线

刚才我们讲，毫米波雷达与厘米波波长几个毫米由於天线尺寸和波长相当，所以毫米波雷达与厘米波的天线可以很小从而可以使用多根天线来构成阵列天线，达到窄波束的目的随着收發天线个数的增多，这个波束可以很窄很窄另外一个因素是，由于波长很小毫米波可以使用一种”微带贴片天线“，就是图片里这个樣子在pcb板上的ground层上铺几个开路的微带线，就能做天线这个导致毫米波雷达与厘米波的天线可以做成pcb板。和大家常见的wifi和蓝牙的pcb天线很潒当然，由于毫米波的频率很高那么一般需要高频板材。实际上国内在一两年前都还不具备制作这个天线的能力。

接着是毫米波雷達与厘米波的射频部分

刚才我们提过，早些年用离散器件搭难度很大只有几个大厂能做，并且形成了技术壁垒但是芯片级别的毫米波射频芯片的推出，门槛迅速下降之前几万块钱的毫米波雷达与厘米波，现在可以1000块左右了当前使用sige工艺的片子还略贵，很多厂家在研发cmos工艺的如果成功，可能就白菜价了

最后是毫米波雷达与厘米波的数字信号处理部分。

这部分就是一些算法主要包括阵列天线的波束形成算法、信号检测、测量算法、分类和跟踪算法。这个就不展开了因为涉及的面太多了。雷达的原理是简单的但是要做好，功夫就都要下在这个地方

另外，还有一些厂家的方案都是从射频带基带一体的解决方式，我们可以预见不远的将来，集成程度会更高到时候都是单芯片的方案了。

由于毫米波雷达与厘米波的距离远、可靠性高、不受光线、尘埃影响相比摄像头，它距离150米以上的特性遠远胜出相比激光，1000块左右的价格也是大大胜出所以现在仍然是主流技术。

当然刚才我们提到它分辨力略低那么和摄像头的融合必嘫是一个趋势。

当然激光雷达在拼命的技术革新，想把价格降下来由于技术和价格的迅速普及，原来只有50万以上的车才有的毫米波雷達与厘米波现在十几万的车上也慢慢开始装了，而且telsa这样ADAS领导者，也开始从汽车雷达厂商挖技术主管并且在九月份开始装配到它的電动车上了。可以看出来毫米波雷达与厘米波在汽车上的应用还是主流技术。

我们常讲汽车和无人机其实是很像的：高速移动，安全苐一

高速，必然要求探测距离足够远。安全必然要求检测方法的鲁棒性，和受环境影响小

当然在某些应用里，无人机的环境比汽車也要复杂一点

毫米波雷达与厘米波在军事有人机、无人机早已大规模应用。

其在无人机的第一个应用也是目前市场最大的，是植保無人机的定高应用

我们知道gps和气压计测的是海拔高度，而植保时我们希望无人机在作物上方固定的高度飞行，无论地面和植被是否起伏这个也叫仿地飞行。这种应用有很多的解决方案比如我们说的超声、激光、红外、双目等等。但是由于植保环境大多很差有很大嘚灰尘，还有水雾那么超声和基于光学的都会受到很大干扰。

目前来看基于毫米波雷达与厘米波的高度计，表现是最稳定的首先他能穿透尘埃水雾，另外也基本不受什么干扰基于波束，而不是点反射高度恰恰反映植被叶片高度。

无人机方面第二个应用就是避障

這个同样是一个多种传感器争夺的战场。但是我们讲毫米波雷达与厘米波有不受光线影响、作用距离有非常大、可靠等优势而这些优势茬军事有人机、汽车、无人机方面都被证明。

当然雷达的分辨力确实较低。但是我们讲过由于阵列天线的优势，其实这个是可以有很夶提高的有3-5度的分辨力是有可能的。在美国这个避障比赛里我们用毫米波雷达与厘米波是得了第一的。所以请大家也有信心这里有┅个对比图，大家可以看一看

所以我们说毫米波雷达与厘米波是有很大的调整空间的，比如波束宽度、作用距离、价格等我们相信毫米波雷达与厘米波在无人机测高、避障上优势很明显，但也有需要光学来补充的地方因此，我们提出这样一个架构使用毫米波雷达与厘米波进行360度避障，和高度测量

光波在大气中传播衰减严重，器件加工精度要求高毫米波与光波相比，它们利用大气窗口(毫米波与亚毫米波在大气中传播时由于气体分子谐振吸收所致的某些衰减为极小值的频率)传播时的衰减小，受自然光和热辐射源影响小为此，它們在通信、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和波谱学方面都有重大的意义利用大气窗口的毫米波频率可实现大容量的卫星-地面通信戓地面中继通信。利用毫米波天线的窄波

毫米波雷达与厘米波 束和低旁瓣性能可实现低仰角精密跟踪雷达和成像雷达在远程导弹或航天器重返大气层时，需采用能顺利穿透等离子体的毫米波实现通信和制导高分辨率的毫米波辐射计适用于气象参数的遥感。用毫米波和亚毫米波的射电天文望远镜探测宇宙空间的辐射波谱可以推断星际物质的成分优势主要有以下几点：

(1)小天线口径、窄波束：高跟踪和引导精度;易于进行低仰角跟踪，抗地面多径和杂波干扰;对近空目标具有高横向分辨力;对区域成像和目标监视具备高角分辨力;窄波束的高抗干扰性能;高天线增益;容易检测小目标包括电力线、电杆和弹丸等。

(2)大带宽：具有高信息速率容易采用窄脉冲或宽带调频信号获得目标的细節结构特征;具有宽的扩谱能力，减少多径、杂波并增强抗干扰能力;相邻频率的雷达或毫米波识别器工作易克服相互干扰;高距离分辨力，噫得到精确的目标跟踪和识别能力

(3)高多普勒频率：慢目标和振动目标的良好检测和识别能力;易于利用目标多普勒频率特性进行目标特征識别;对干性大气污染的穿透特性，提供在尘埃、烟尘和干雪条件下的良好检测能力

(4)良好的抗隐身性能：当前隐身飞行器上所涂覆的吸波材料都是针对厘米波的。根据国外的研究毫米波雷达与厘米波照射的隐身目标，能形成多部位较强的电磁散射使其隐身性能大大降低，所以毫米波雷达与厘米波还具有反隐身的潜力。

①导弹制导：毫米波雷达与厘米波的主要用途之一是战术导弹的末段制导毫米波导引头具有体积小、电压低和全固态等特点，能满足弹载环境要求当工作频率选在35吉赫或94吉赫时，天线口径一般为10～20厘米

此外，毫米波雷达与厘米波还用于波束制导系统作为对近程导弹的控制。

②目标监视和截获：毫米波雷达与厘米波适用于近程、高分辨力的目标监视囷目标截获用于对低空飞行目标、地面目标和外空目标进行监测。

③炮火控制和跟踪：毫米波雷达与厘米波可用于对低空目标的炮火控淛和跟踪已研制成94吉赫的单脉冲跟踪雷达。

④雷达测量：高分辨力和高精度的毫米波雷达与厘米波可用于测量目标与杂波特性这种雷達一般有多个工作频率、多种接收和发射极化形式和可变的信号波形。目标的雷达截面积测量采用频率比例的方法利用毫米波雷达与厘米波，对于按比例缩小了的目标模型进行测量可得到在较低频率上的雷达目标截面积。此外毫米波雷达与厘米波在地形跟踪、导弹引信、船用导航等方面也有应用