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行业高速发展:雷达应用技术

雷达(Radar),英文全称Radio Detection And Ranging(无线电探测和测距),又称无线电定位。雷达也指利用雷达技术探测目标的电子设备,由天线、信号发射机、接收机、处理器及显示器组成。发射机产生信号通过天线辐射到空间,随后天线收集目标反射回波,通过接收机经处理器处理信息,确定目标距离、速度、方位、高度等信息输入显示器展示。

雷达应用技术

按工作信号频段,雷达可分为毫米波雷达、激光雷达和超宽带雷达三大类。

毫米波雷达使用毫米波频段,工作频带宽度大,可用小天线获得高距离分辨率和窄波束,远距测量性能优,且具有全天候全时段工作能力,结构紧凑。目前应用范围广,包括车载类(距离、速度、角度及4D成像)、智能家居/家电、健康/医疗监测、智能交通、智能装备、安防监控、智能楼宇、微动探测(人体存在探测、生命体征监测)及工业/工程测绘等。

雷达应用技术

激光雷达使用可见光和红外频段,使用大带宽(超短脉冲)产生超窄波束,时空间分辨率和测量精度都很高,探测距离大,抗源干扰(环境中其它波干扰)能力强,且天线孔径更小,系统体积小,重量轻。由于可精细建模被测物体细节,激光雷达自20世纪60年代问世后,在地理测绘、文物保护、3D建模等行业应用较广。2018年车规级激光雷达诞生标志车载产品量产启动,此后在ADAS、车联网、机器人、VR游戏等新领域开始加速拓展空间。

雷达应用技术

超宽带雷达使用纳秒级窄脉冲技术,产生波束带宽大,传输速率高,穿透性更好(可穿透非金属),同时单位时间功耗低,探测精度和安全性能高,抗干扰能力很强。在视距(LOS)条件下定位精度明显优于其他技术,因此契合许多企业级应用场景,如 AGV 小车管理、特定人员轨迹监测、离散制造中原材料实时监控等,为生物探测、室内定位等提供新市场机会。

雷达应用技术

雷达在新一代信息技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车等战略性新兴技术产业中具有重要地位,推动我国雷达行业整体加速发展,新入企业不断涌现,竞争激烈程度加剧。预计到2026年,我国雷达市场规模接近800亿CNY。

雷达应用技术

雷达制造业处于产业链中游,细分行业包括雷达天线、发射机、接收机、信号处理器和显示器制造,其性能、成本、可靠性与雷达产品相应指标密切相关。我国雷达制造业占中游产业规模80%,其余20%份额为雷达软件行业。随着雷达小型化,除了PCB板载,目前缝隙天线成为设计要素之一。发射机和接收机所用传感器和模块也是雷达重要部件。射频前端组件完成毫米波信号调制、发射、接收及回波信号解调,属于模拟芯片,MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit,单片微波集成电路)是主流方式。数字信号处理器嵌入不同信号处理算法,通过提取从前端采集中频信号获得目标信息。控制电路收到目标信息,结合其他参数经主处理器运算分析并发送指令到报警显示系统和执行系统。前述主控芯片通常为FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列),也有部分MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)、DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)。相比国外水平,这两类芯片国内技术能力存在一定差距,需要努力赶超。另外,激光雷达需要光学部件,目前国内产业技术水平已达到或超越国外供应链水准,且具有成本优势,可替代国外产品。

雷达应用技术

 

当前我国雷达行业处于快速增长期,面向该领域应用主推测试工具:

 


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