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60GHz毫米波雷达,将成为工业主流

发布时间:2022-10-19


前言

不论在工业自动化领域,或是智能交通领域以及汽车自动驾驶领域,强大而全面的传感技术是不可或缺的。毫米波雷达作为智能核心传感器之一,受到了行业越来越多的关注。那么不同频率的毫米波雷达,如:24GHz、60GHz、77GHz、他们之间有什么区别?谁又将成为工业应用的主流频段呢?

 

 

针对这个问题,本文就从技术、法规等多个角度进行简单的说明。

毫米波雷达的主要频段

24GHz、77GHz和60GHz是目前毫米波雷达使用的主要频段,这三个频段的区别主要在带宽上。带宽的大小则直接影响到雷达的范围分辨率、准确性和鲁棒性。

24GHz频段,是从24.0GHz到24.25GHz,带宽为250MHz的窄带(NB)频段,这一频段是全球范围开放的通用ISM频段之一,是最早民用毫米波雷达应用的首选频段。上下游产业链成熟而且成本也相对低廉。主要应用在消费市场和工业领域。

77GHz频段,是从76GHz到81GHz,带宽为5GHz的频段,目前我国已经把76-79GHz频段专门规划用于汽车雷达,并限制了其他地面雷达对该频段的使用。77GHz频段是国内外毫米波雷达在汽车车载应用领域的研究热点。

 

 

60GHz频段,60GHz也是全球范围通用的ISM频段。包括60-64GHz频段,总共为4GHz带宽。受到了很多芯片厂商的高度关注,并推出了多款高度集成的CMOS工艺毫米波雷达芯片,广泛应用于工业和物联网领域。

不同频段性能对比

接下来我们来看一下这三个频段间有哪些差别,相信大家对不同频段的雷达会有一个初步的了解。

 

从上表可以看出,在检测距离、精度、天线,以及主要功能上,60GHz与79GHz性能接近、不存在较大差别,而24GHz频段则差距较大。

速度分辨率和范围分辨率。范围分辨率上60GHz与77GHz没有太多差别(3.75cm),24GHz在最高带宽下范围分辨率是60cm,差别还是很大的。这意味着数据的精细程度有数量级的差别。

速度分辨率倒是与带宽没有联系,它取决于中心频带的高低,影响雷达追踪物体横向移动的精准度。60GHz中心频带提供的速度分辨率大概是24GHz的2.5倍,能够更稳定的追踪移动物体。

60GHz毫米波首先带来最直观的是密集点云上的优势,大量的点云数据增强了识别准确率并避免了错误触发,在24GHz毫米波雷达性能无法覆盖的应用里,60GHz毫米波雷达通过更大的带宽、更高的分辨率、更高的精度,以及更先进的设计覆盖了工业领域的传感需求。将在非车规应用领域里得到广泛的应用。

政策法规

在2021年工信部发布的《汽车雷达无线电管理暂行规定》将76-79GHz频段规划用于汽车雷达,并限制了其他地面雷达对该频段的使用。在此前76-79GHz频段还没有被重新调整为汽车雷达频段时,之前的工业及交通领域也有一些应用该频段毫米波的例子,比如77GHz交通雷达及79GHz道闸防砸雷达等。后期将不能使用。

 

 

工业毫米波雷达,60GHz成主流

随着77-79GHz的受限,毫米波在工业应用领域,24GHz频段的带宽开始显得不够用。作为最先投入消费市场和工业市场的毫米波,24GHz毫米波雷达受限于测量精度,拓展应用范围有些艰难。由于技术已经极为成熟而且成本也相对低廉,在消费市场和工业市场还有不少可以发挥的空间。

高频段受限,低频段带宽不够,60GHz毫米波以足够的带宽、足够的精度、丰富的点云数据,将成为全球工业场景中雷达传感应用最合适的选择。

60GHz毫米波雷达波长为5mm,具有高达4GHz的许可带宽,最直观的效果就是密集的点云数据。相较于最高的带宽的24GHz毫米波点云数据,在相同FoV中点云密集程度也相差巨大。现在技术厂商在非车规级领域毫米波的竞争,也都以60GHz频段为主。

 

 

小结:

从长远发展来看,工业和信息化部发布的《汽车雷达无线电管理暂行条例(草案)》规划了76-79GHZ频段限制了其他地面雷达的使用,所以60GHZ将成为雷达传感器在全球工业场景中的最佳选择。我们更加推荐使用60GHz毫米波雷达产品或未被限制频段也合适的雷达产品。

 

 

道闸防砸雷达,因施工方便、不受天气光线影响、能检测到行人及车辆的有优点成为市场的首选。剑鱼光电率先推出市面上60GHz频段的道闸防砸雷达,经过市场近长期的投放使用,市场反馈好评概率占据大部分,剑鱼仍在不断升级更新,只为向市场提供更加稳定的60GHz毫米波雷达车检测器产品。

 

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