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汽車微波雷達(dá)相互干擾問題

2020-04-10 21:59:08·  來源：射頻微波實驗室  作者：陳峰  
　
汽車微波雷達(dá)主要工作在 24GHz 和 77GHz/79GHz頻段。24GHz 雷達(dá)頻率較低，帶寬受限，多用于盲區(qū)監(jiān)測、變道輔助、碰撞預(yù)警、自適應(yīng)巡航和自動泊車等功能。由于發(fā)
汽車微波雷達(dá)主要工作在 24GHz 和 77GHz/79GHz頻段。24GHz 雷達(dá)頻率較低，帶寬受限，多用于盲區(qū)監(jiān)測、變道輔助、碰撞預(yù)警、自適應(yīng)巡航和自動泊車等功能。由于發(fā)展早成本低，在現(xiàn)今車輛上裝備的微波雷達(dá)大多是24GHz。目前技術(shù)發(fā)展趨勢是77GHz毫米波雷達(dá)，具有帶寬更寬、分辨率更高等優(yōu)勢。

微波雷達(dá)采用的調(diào)制方式是FMCW調(diào)頻連續(xù)波，如下圖，F(xiàn)M frequency 代表信號的頻率變化，每個周期內(nèi)頻率是三角波（或梯形）。在較短時間內(nèi)，例如1ms，頻率變化范圍很大，可達(dá)2GHz或5GHz。baseband代表信號基帶的時域波形。FMCW vector是FM信號的I/Q數(shù)據(jù)矢量圖。

雷達(dá)接收機(jī)對回波信號進(jìn)行處理，從而確定各目標(biāo)的距離和速度，處理方法通常有兩種，一種是寬帶接收機(jī)，直接解調(diào)I/Q數(shù)據(jù)，與數(shù)字匹配濾波器（發(fā)射信號I/Q數(shù)據(jù)的共軛）運(yùn)算獲得目標(biāo)探測結(jié)果；另一種是窄帶接收機(jī)，其混頻器的本振直接采用發(fā)射信號，相當(dāng)于硬件匹配濾波，在中頻分析獲取目標(biāo)探測結(jié)果。

隨著汽車微波雷達(dá)的商用發(fā)展，數(shù)量增多，在實際道路中的干擾問題逐漸復(fù)雜和凸顯，可能出現(xiàn)下圖所示的情況。

在相對行駛和并行車輛，同型號同調(diào)制的各雷達(dá)之間毫無疑問會彼此干擾，結(jié)果就是所有相互干擾的雷達(dá)都會誤報甚至無法工作。

目前采用的抗干擾措施，通常是改變FM的時間、周期和調(diào)頻斜率，這些參數(shù)有多種設(shè)定值和組合方式。每臺雷達(dá)采用一個循環(huán)內(nèi)多種參數(shù)不同的設(shè)置和組合，完全相同參數(shù)設(shè)置的汽車?yán)走_(dá)在道路上相遇概率很低。

但是由于FMCW的調(diào)制方式是連續(xù)波，相互間屬于同頻干擾，上述改變參數(shù)方法可以區(qū)分大目標(biāo)與干擾，但無法避免干擾造成的信噪比惡化，造成雷達(dá)探測能力降低。
可以考慮的進(jìn)一步抗干擾方法：
FM+脈沖，并且把脈寬和周期設(shè)為上述可變參數(shù)之一；
接收和發(fā)射均采用寬帶模式，加入通信時隙，作為車聯(lián)網(wǎng)通信輔助手段，用雷達(dá)將車輛實時信息交互，用算法匹配規(guī)避干擾。 
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