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行业高速发展:雷达应用技术

更新时间:2023-06-09 13:24:16 浏览量:22190

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热租测试工具:

 

一、KEYSIGHT N9042B UXA X 系列信号分析仪具有面向 5G 和空中通信的突破性信号分析功能,在毫米波频率上,可以借鉴信号质量更容易受调制误差、相位噪声和失真因素影响等问题。 超大分析带宽和超深动态范围可以轻应对艰巨毫米波测试挑战。具有最大4 GHz 校正分析带宽,支持测试高吞吐量通信设计,出色误差矢量幅度(EVM)及卓越扫频显示平均噪声电平(DANL)。

核心参数:

  • 频率范围:2 Hz ~ 110 GHz
  • 最大分析带宽:4 GHz
  • 1 GHz 时平均噪声电平:-174 dBm

KEYSIGHT N9042B UXA 信号分析仪 KEYSIGHT N9042B UXA 信号分析仪
KEYSIGHT N9042B UXA 信号分析仪

二、KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG)的丰富功能可实时生成信号和减损,满足空中通信、数字应用、光电通信、高级研究和宽带雷达等需求。使用 FIR 滤波器和其他 DSP 功能可进行脉冲成形和改变光极限条件,例如偏振模色散(PMD)或相位噪声。使用实时模式、序列生成功能和深存储器,可突破以往限制,探索新测试领域,把握新机遇。

核心参数:

  • 采样率:最大 65 GSa/s
  • 高通道密度:1、2 或 4 通道/模块,使用 M8197A 可同步 4 个模块共16 通道
  • 输出幅度: 1 Vpp(单端)或 2 Vpp(差分)
  • 信号波特率>32 GBaud

KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG) KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG)
KEYSIGHT M8195A 65 GSa/s 任意波形发生器(AWG)

三、Rohde & Schwarz SMW200A 矢量信号发生器性能优异,为满足更苛刻应用开发。其优异灵活性、性能和操作直观性,能在开发和验证应用中轻松为组件、模块和完整基站等各类被测设备生成高品质复杂数字调制信号。模块化设计,能根据特定应用需求选配适宜选件。支持所有配置,包括经典单通道矢量信号发生和多通道 MIMO 接收机测试,及完成高级GNSS和雷达模拟任务。

核心参数:

  • 频率范围: 100 kHz ~ 6 GHz
  • I/Q 调制带宽(射频带宽):2 GHz
  • 最大衰落带宽:800 MHz

R&S SMW200A 矢量信号发生器 R&S SMW200A 矢量信号发生器
R&S SMW200A 矢量信号发生器

四、Rohde & Schwarz FSW43 信号与频谱分析仪具有较高内部分析带宽,可对宽带组件和通信系统进行特征校准。同时具备出色的相位噪声和灵敏度,有助开发适用于雷达等应用的高性能振荡器。帮助研发者完成严苛任务。

核心参数:

  • 频率范围:2 Hz ~ 43.5 GHz
  • 相位噪声:< –136 dBc (1 Hz)(f = 1 GHz,10 kHz 偏置)
  • 最大分析带宽:8312 MHz

R&S FSW43 信号与频谱分析仪 R&S FSW43 信号与频谱分析仪
R&S FSW43 信号与频谱分析仪

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