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傳感新品

【南通大學(xué)：研發(fā)雙功能可穿戴傳感器同時(shí)檢測(cè)汗液乳酸和溫度！】

用于無創(chuàng)、實(shí)時(shí)檢測(cè)汗液乳酸的可穿戴傳感器在醫(yī)療保健和運(yùn)動(dòng)生理反應(yīng)領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)的意義。

南通大學(xué)于春梅和吳增強(qiáng) 提出了一種可穿戴的電化學(xué)傳感器，該傳感器具有金納米電極陣列，通過將乳酸氧化酶(Lo x )封裝在殼聚糖(CS)水凝膠中，在納米多孔聚碳酸酯(PC)膜上制備，用于同時(shí)檢測(cè)體溫和汗液乳酸。所提出的傳感器具有13天的長(zhǎng)期耐用性，在較寬的線性范圍(0.01-35 mM)和較低的檢測(cè)限(0.144 μM)內(nèi)對(duì)汗液乳酸的檢測(cè)具有更好的選擇性。

研究要點(diǎn)

要點(diǎn)1. 作者提出了一種新的柔性傳感器，該傳感器具有金納米電極陣列，通過將乳酸氧化酶(Lo x )封裝在殼聚糖(CS)水凝膠中，在納米多孔聚碳酸酯(PC)膜上制備。柔性金納米多孔電極不僅增加了電極面積，而且提供了一個(gè)納米受限空間來加速LOx的催化反應(yīng)，并控制LOx表面的底物濃度以減少底物抑制。汗液被吸收層吸收被引入具有包封LO x 的水凝膠層中，其中汗液的乳酸鹽被分解為過氧化氫和丙酮酸鹽。汗液中乳酸的濃度可以通過過氧化氫的電化學(xué)信號(hào)來確定。

要點(diǎn)2. 基于傳感器在不同溫度下對(duì)不同濃度乳酸鹽的響應(yīng)電流，建立了多元線性回歸(MLR)模型，校正溫度對(duì)響應(yīng)電流的影響。作者首先建立了溫度和汗液通過傳感器的跨膜電流之間的關(guān)系，該關(guān)系使用兩個(gè)Ag/AgCl電極進(jìn)行測(cè)量。基于這種關(guān)系，可以通過傳感器的跨膜電流值來獲得相應(yīng)的溫度。隨后，通過將體溫與汗液乳酸的反應(yīng)電流相結(jié)合，能夠使用MLR模型獲得校正的汗液乳酸濃度。

要點(diǎn)3. 所提出的傳感器具有13天的長(zhǎng)期耐用性，在較寬的線性范圍(0.01-35 mM)和較低的檢測(cè)限(0.144 μM)內(nèi)對(duì)汗液乳酸的檢測(cè)具有更好的選擇性。該傳感器已經(jīng)成功地使用依賴于溫度的跨膜電流和傳感器對(duì)汗液乳酸的響應(yīng)電流同時(shí)感測(cè)汗液乳酸和溫度。傳感器和高性能液相色譜儀在乳酸鹽檢測(cè)方面沒有明顯差異。

研究圖文

圖1. LO x @CS PC傳感器的電化學(xué)表征與乳酸測(cè)定最佳條件的探索。

圖2. LO x @CS PC傳感器的性能。

圖3.（A）LO x @CS PC傳感器對(duì)干擾的濃度是乳酸鹽的10倍的安培響應(yīng)。（B）LO x @CS PC傳感器的電流響應(yīng)隨時(shí)間的變化(底物濃度：17.5 mM乳酸)。（C）LO x @CS PC傳感器不同的測(cè)試時(shí)間對(duì)17.5 mM乳酸的響應(yīng)。（D）5個(gè)LO x @CS PC傳感器對(duì)17.5 mM乳酸的響應(yīng)。

圖4. LOx@CS PC傳感器的身體測(cè)試結(jié)果。

傳感動(dòng)態(tài)

【長(zhǎng)城汽車與禾賽科技達(dá)成戰(zhàn)略合作 共推多款激光雷達(dá)項(xiàng)目落地】

2月29日，禾賽科技宣布與長(zhǎng)城汽車達(dá)成戰(zhàn)略合作會(huì)議，雙方就高性能激光雷達(dá)的量產(chǎn)合作達(dá)成了共識(shí)，在現(xiàn)有AT128激光雷達(dá)定點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)合作升級(jí)。長(zhǎng)城汽車旗下的多款全新乘用車型將搭載禾賽多款ADAS激光雷達(dá)，預(yù)計(jì)今年將陸續(xù)上市。此外，雙方還計(jì)劃基于禾賽新一代平臺(tái)下的超高性能激光雷達(dá)技術(shù)展開合作，共同探索智能駕駛的前瞻領(lǐng)域。

長(zhǎng)城汽車總裁穆峰表示：“禾賽科技在全球激光雷達(dá)領(lǐng)域表現(xiàn)亮眼，其產(chǎn)品無論是在性能、穩(wěn)定性還是可靠性方面，市場(chǎng)有目共睹。未來，期待與禾賽合力探索激光雷達(dá)的多場(chǎng)景應(yīng)用，力爭(zhēng)打造國(guó)內(nèi)首屈一指的智能駕駛系統(tǒng)，以滿足行車安全為核心，通過充分發(fā)揮雙方的優(yōu)勢(shì)和資源深度協(xié)同，推進(jìn)更多合作成果落地，創(chuàng)造更多用戶價(jià)值，最終攜手實(shí)現(xiàn)中國(guó)品牌‘走出去’的共同目標(biāo)?！?/p>

禾賽科技CEO李一帆表示：“長(zhǎng)城汽車深耕智能駕駛技術(shù)多年，依托森林生態(tài)體系，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。禾賽非常榮幸能與長(zhǎng)城汽車達(dá)成戰(zhàn)略合作，以對(duì)激光雷達(dá)硬件及感知技術(shù)的深刻理解、全球領(lǐng)先的產(chǎn)品實(shí)力以及豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為其智駕系統(tǒng)注入更高精度的感知能力，賦能智駕功能高速迭代，并在更多車型上落地。屆時(shí)，長(zhǎng)城旗下更多高端、安全、智能的產(chǎn)品也將惠及全球的消費(fèi)者?！?/p>

【新華網(wǎng)專題報(bào)道：高德紅外摘“芯”記】

能見度不到100米的濃霧天氣里，一架無人機(jī)騰空而起。通過機(jī)上紅外探測(cè)系統(tǒng)，公安交管部門能清晰“看到”高架橋上緩行的車流，并有針對(duì)性地作出決策。

在物理學(xué)中，凡是高于絕對(duì)零度的物質(zhì)，都會(huì)依據(jù)溫度的不同對(duì)外輻射電磁波。利用這一特性，紅外探測(cè)技術(shù)成為突破人類視覺障礙探測(cè)物體的利器。高靈敏度、高可靠性、高分辨率的紅外探測(cè)核心器件更是各國(guó)角逐的焦點(diǎn)。

20多年來，武漢高德紅外股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“高德紅外”）從零起步、不等不靠、勇往直前，成功研制出擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紅外探測(cè)器芯片。

十年磨一“芯”

位于武漢的中國(guó)光谷，新春開工正忙。高德紅外終端生產(chǎn)線上，身穿靜電服的工作人員正在調(diào)試一款觀瞄型熱成像夜視儀。透過生產(chǎn)線測(cè)試屏幕，只見影像正隨溫度變化，呈現(xiàn)出不同亮度和色塊。

“你看，臉部整體高亮，但戴眼鏡的地方就偏黑，這是因?yàn)樯l(fā)的能量溫度不同?！备叩录t外董事長(zhǎng)黃立介紹，紅外探測(cè)器芯片可以把肉眼不可見的紅外線，轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)和成像，幫助人們更好洞悉身邊環(huán)境。“這款夜視儀很受戶外愛好者青睞，很快將出口海外?！?/p>

作為紅外行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，高德紅外年產(chǎn)各類紅外產(chǎn)品150多萬臺(tái)，銷往全球70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。在民用熱成像市場(chǎng)的占有率居中國(guó)第一、全球第二。這些放在十多年前，簡(jiǎn)直是難以想象。

高德紅外成立之初主要用進(jìn)口芯片組裝工業(yè)用紅外測(cè)溫儀。由于國(guó)外出口管制，長(zhǎng)期以來，中國(guó)企業(yè)只能進(jìn)口最低端的芯片，且數(shù)量少、價(jià)格高、交貨周期長(zhǎng)?！百u給你的芯片連售后都沒有，你愛要不要。”黃立說，即便這樣，2008年高德紅外還是遭遇進(jìn)口芯片斷供。

“芯片就是‘心臟’，沒有它，企業(yè)的命運(yùn)就掌握在別人手里，隨時(shí)可能死亡。”黃立逐漸意識(shí)到，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。于是，高德紅外開啟了漫漫“追芯”路。

“從零起步，任何一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)都會(huì)讓你‘卡殼’?！?009年入職高德紅外的中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所博士周文洪說，氧化釩是制造紅外芯片的基本原料，它的配比及加工時(shí)的溫度、氣壓等直接關(guān)系芯片性能。沒有技術(shù)參考，科研人員只能“硬剛”，“耗時(shí)2年多、1000多次試驗(yàn)，相關(guān)問題才得以攻克。”

缺技術(shù)，就翻遍資料文獻(xiàn)尋找蛛絲馬跡；缺設(shè)備，就借用外地專業(yè)院所機(jī)器開展樣品研發(fā)；缺材料，就托人東挪西借，有一點(diǎn)用一點(diǎn)；缺資金，就提高研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度，將上市募資全部用于研發(fā)……

歷經(jīng)9年多時(shí)間、投資近20億元、突破數(shù)百項(xiàng)技術(shù)難題和數(shù)千項(xiàng)工藝難關(guān)，高德紅外自主研發(fā)的高性能制冷單色百萬像素紅外探測(cè)器芯片于2017年成功面世，2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這一國(guó)產(chǎn)紅外芯片的問世，直接將同類型進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格拉低50%以上。

攀登無止境

走進(jìn)高德紅外產(chǎn)品展廳，幾十款大大小小、形狀各異的紅外探測(cè)器映入眼簾。它們有的只有指甲蓋大小，卻集成了傳感器等重要設(shè)備；有的被厚重金屬外殼包裹，可適應(yīng)零下200攝氏度的極端工作環(huán)境；有的可裝載在其他設(shè)備上，能夠高靈敏度、全天候、全被動(dòng)工作……

一款款紅外探測(cè)器，展示了高德紅外的技術(shù)實(shí)力，更彰顯著企業(yè)堅(jiān)定自主創(chuàng)新、把科技命脈牢牢掌握在自己手中的決心。

黃立介紹，高德紅外在生產(chǎn)出單色百萬像素紅外探測(cè)器芯片時(shí)，少數(shù)國(guó)家已掌握雙色百萬像素紅外探測(cè)器芯片技術(shù)，我國(guó)在此方面與之差距明顯。

紅外芯片要實(shí)現(xiàn)從“單色”到“雙色”突破，并非易事。高德紅外芯片研發(fā)負(fù)責(zé)人劉斌介紹，紅外芯片要通過讀出電路，將光轉(zhuǎn)化成電子后，采集放大并以視頻格式輸出。這需要電路與芯片互聯(lián)互通。一個(gè)雙色芯片有130多萬個(gè)像素，每個(gè)像素都有一個(gè)焊點(diǎn)，要在蠶豆大小的芯片上制備如此密集的焊點(diǎn)并確?；ヂ?lián)互通異常困難。

劉斌說，焊接雙色紅外芯片的倒裝焊接機(jī)精度要求在1微米以下，而當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)只有3微米左右倒裝焊接機(jī)，且無法進(jìn)口高精度設(shè)備。高德紅外研發(fā)人員只好不停地試驗(yàn)、總結(jié)、修改方案。最終，一舉攻克了讓130多萬個(gè)像素點(diǎn)連通率達(dá)99.99%以上的微組裝技術(shù)難題。

從單色百萬像素芯片到雙色百萬像素芯片，高德紅外瞄準(zhǔn)國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)的腳步從未停歇。目前，該企業(yè)已搭建起非制冷探測(cè)器、制冷型碲鎘汞及二類超晶格3條完全自主可控的批量生產(chǎn)線，具備多種型號(hào)探測(cè)器芯片的研制生產(chǎn)能力。公司核心器件技術(shù)水平已與西方國(guó)家第一梯隊(duì)持平，并成功實(shí)現(xiàn)核心器件全面國(guó)產(chǎn)化。

融合再跨越

2月22日15時(shí)02分，武漢東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)，一架無人機(jī)在空中巡查發(fā)現(xiàn)，雄楚大道高架往關(guān)山大道方向的匝道有車輛因道路結(jié)冰陷車，導(dǎo)致?lián)矶?。公安交管部門隨即派出警力鏟冰除雪，15時(shí)20分，道路恢復(fù)暢通。

“這架無人機(jī)之所以如此精準(zhǔn)，因?yàn)樗须p‘高清紅外眼睛’?！蔽錆h市公安局東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)分局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，借助實(shí)時(shí)回傳的高清紅外畫面，指揮中心能夠全天候掌握道路結(jié)冰、交通擁堵等路況信息，進(jìn)行科學(xué)決策。

正是因?yàn)橹袊?guó)自主紅外芯片的突破，紅外熱成像技術(shù)才大范圍普及。目前高德紅外部分型號(hào)的紅外芯片成本已降到幾百元，隨著紅外核心芯片小型化、低成本、高可靠性、大批量生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，紅外科技產(chǎn)品迎來飛入尋常百姓家的契機(jī)，也為千行百業(yè)的迭代更新帶來更大的想象空間。

自動(dòng)駕駛集成紅外模塊，可穿透黑暗、雨霧精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)行人，保證駕駛安全；智能空調(diào)集成紅外模塊，可根據(jù)人員數(shù)量、方位、姿態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)向風(fēng)速，既節(jié)能又精準(zhǔn)；電力線路檢測(cè)整合紅外模塊，可更快發(fā)現(xiàn)溫度異常和隱患，提高檢測(cè)精度和效率……高德紅外的探測(cè)器已被廣泛應(yīng)用于人體測(cè)溫、工業(yè)測(cè)溫、安防監(jiān)控、消防救援、戶外運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。

當(dāng)前，高德紅外正全面打造紅外“芯”平臺(tái)戰(zhàn)略，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈。通過不同行業(yè)、企業(yè)間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享，推動(dòng)紅外技術(shù)的規(guī)?；?、多樣化、普及化和消費(fèi)化，共同打造紅外生態(tài)圈。

“有人跟我說，紅外芯片研發(fā)是國(guó)家的事，民企沒必要折騰，但事實(shí)證明，掌握核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)，每個(gè)人都義不容辭?！秉S立說，正是由于堅(jiān)持不懈地推進(jìn)自主創(chuàng)新，高德紅外才取得了今天的成績(jī)。

“沒有做不到的，只有想不到的?！痹诟叩录t外園區(qū)中心花園里，鐫刻著這樣一句話，往來員工會(huì)不由自主地抬頭看看?！懊恳淮硕加凶约旱臋C(jī)遇，我們不能辜負(fù)這個(gè)偉大的時(shí)代?！辈簧賳T工如是說。

【英飛凌官宣重組計(jì)劃】

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月28日，英飛凌在官網(wǎng)宣布，為實(shí)現(xiàn)有雄心的增長(zhǎng)目標(biāo)，英飛凌科技股份公司正進(jìn)一步強(qiáng)化其銷售組織。

新聞稿指出，自3月1日起，英飛凌的銷售團(tuán)隊(duì)將圍繞三個(gè)以客戶為中心的業(yè)務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行組織和重建：“汽車業(yè)務(wù)”、“工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)”以及“消費(fèi)、計(jì)算與通訊業(yè)務(wù)”。分銷商和電子制造服務(wù)管理（DEM）銷售組織將繼續(xù)負(fù)責(zé)分銷商和電子制造服務(wù)（EMS）領(lǐng)域。

英飛凌指出，新的組織結(jié)構(gòu)將以客戶的應(yīng)用需求為中心，進(jìn)一步發(fā)揮該公司全面、多樣化產(chǎn)品組合的潛力。這些新的組織結(jié)構(gòu)將在全球范圍內(nèi)部署，同時(shí)優(yōu)化區(qū)域布局。

英飛凌科技首席營(yíng)銷官Andreas Urschitz表示：“受到創(chuàng)新速度和更快上市時(shí)間的影響，客戶的期望也隨之迅速演變。英飛凌通過簡(jiǎn)化客戶接口，將相關(guān)產(chǎn)品和應(yīng)用專業(yè)知識(shí)帶到客戶端，是幫助客戶取得成功的理想選擇?！?/p>

簡(jiǎn)潔的重組方法將幫助客戶更便捷地獲取英飛凌的完整產(chǎn)品組合，并通過提供來自不同事業(yè)部的互補(bǔ)產(chǎn)品來滿足客戶的特定需求。此外，此次重組將減少英飛凌客戶的接口數(shù)量，有助于縮短英飛凌半導(dǎo)體和解決方案支持的研發(fā)項(xiàng)目的上市時(shí)間。

了解到，英飛凌在本月早些時(shí)候下調(diào)了對(duì)于2024年的業(yè)績(jī)展望。由于工業(yè)客戶半導(dǎo)體需求普遍下滑，英飛凌將2024年的營(yíng)收預(yù)期調(diào)至155億~165億歐元，低于此前165億~175億歐元的預(yù)期。海外分析師平均預(yù)期的營(yíng)收數(shù)據(jù)約為168億歐元。由于工業(yè)領(lǐng)域的電源、傳感器芯片銷售額明顯下降，英飛凌預(yù)計(jì)第二季度會(huì)更加不樂觀，工業(yè)業(yè)務(wù)銷售額將降至36億歐元，低于分析師平均預(yù)期的40.6億歐元。

【曝蘋果在設(shè)計(jì)2nm芯片：遙遙領(lǐng)先對(duì)手】

2月29日消息，據(jù)媒體報(bào)道，目前蘋果已經(jīng)在設(shè)計(jì)2nm芯片，芯片將會(huì)交由臺(tái)積電代工。

據(jù)悉，臺(tái)積電2nm工藝將在2025年下半年投入使用，與3nm工藝相比，2nm在相同功耗下性能提升10%-15%，在相同速度下功耗降低25%-30%。

資料顯示，蘋果是第一家推出3nm芯片的廠商，目前A17 Pro、M3系列芯片都是基于3nm工藝制程打造。PS：下半年登場(chǎng)的高通驍龍8 Gen4和天璣9400也會(huì)采用3nm工藝。

改用3nm芯片后，iPhone的GPU性能提高了20%，CPU性能提高了10%，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎速度提升了2倍。

展望即將到來的2nm時(shí)代，蘋果也將會(huì)是第一家嘗鮮2nm的公司，目前臺(tái)積電正在建造2座工廠，用于2nm投產(chǎn)，第三座工廠正在等待審批中。

值得注意的是，在2nm之后，臺(tái)積電在預(yù)研1.4mm工藝，最快會(huì)在2027年問世。

【一文帶你了解毫米波雷達(dá)】

一、毫米波雷達(dá)簡(jiǎn)介

（一）定義

雷達(dá)是英文 Radar 的音譯，源于 Radio Detection and Ranging 的縮寫，原意是“無線電探測(cè)和測(cè)距”，即用無線電方法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定它們?cè)诳臻g的位置。毫米波雷達(dá)是指一種工作在毫米波頻段（millimeter wave）的雷達(dá)傳感器。

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的《無線電規(guī)則》（2020 年）和我國(guó)《無線電頻率劃分規(guī)定》中，將無線電頻率在 30-300GHz 的頻段（波長(zhǎng) 1-10mm）稱呼為毫米波頻段。

無線電及毫米波頻段劃分圖

目前國(guó)內(nèi)使用的 24GHz、60GHz、77GHz、80GHz 等雷達(dá)產(chǎn)品統(tǒng)歸為毫米波雷達(dá)。

（二）基本特性

作為雷達(dá)系列中的高頻段產(chǎn)品，毫米波雷達(dá)具有頻帶寬、波長(zhǎng)短、大氣傳播損耗較大等基本特性，各特性對(duì)應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)概括如下圖所示。

從上表可以看出，毫米波雷達(dá)具有顯著的實(shí)用優(yōu)勢(shì)，但需要說明的是，我們并不是否定其他傳感器的作用，毫米波雷達(dá)的大氣傳播損耗較大，適用于近距離場(chǎng)景，而在遠(yuǎn)程和超遠(yuǎn)程應(yīng)用中，微波雷達(dá)仍然是探測(cè)目標(biāo)的主力軍。微波、毫米波、紅外、激光等系統(tǒng)的作用應(yīng)該是互補(bǔ)的、缺一不可的。

（三）核心功能

毫米波雷達(dá)的核心功能包括測(cè)距、測(cè)速、測(cè)方位角、微動(dòng)探測(cè)和4D 成像等，通常雷達(dá)系統(tǒng)是通過同時(shí)測(cè)量2-3 個(gè)功能參量而構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用產(chǎn)品。圖表列舉了每種功能的典型應(yīng)用及功能介紹。

（四）基本原理

毫米波雷達(dá)三個(gè)基礎(chǔ)的系統(tǒng)功能為距離測(cè)量、速度測(cè)量和角度測(cè)量。以 FMCW 雷達(dá)系統(tǒng)為例，其基本功能實(shí)現(xiàn)原理為：

1、測(cè)距原理

FMCW 毫米波雷達(dá)的測(cè)距主要是利用發(fā)射信號(hào)和回波信號(hào)之間的時(shí)延 td，結(jié)合毫米波傳播速度 c、以及目標(biāo)和雷達(dá)的相對(duì)速度 v 推算出毫米波雷達(dá)和檢測(cè)目標(biāo)的相對(duì)距離 R 。

毫米波雷達(dá)具有較高的距離分辨率和測(cè)距精度，且可以通過后端算法實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)的精確測(cè)距。

毫米波雷達(dá)測(cè)距能力與發(fā)射功率、天線增益、天線波束角和物體反射截面積等因數(shù)有關(guān)。通常發(fā)射功率越大，天線增益越高、天線波束角越窄以及物體反射截面積越大，雷達(dá)能夠檢測(cè)到的有效回波就越強(qiáng)，測(cè)量距離就越遠(yuǎn)。

2、測(cè)速原理

FMCW 毫米波雷達(dá)通常是利用多普勒效應(yīng)來確定目標(biāo)的徑向速度。當(dāng)目標(biāo)向雷達(dá)天線靠近時(shí)，反射信號(hào)頻率將高于發(fā)射機(jī)頻率；反之，當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離天線而去時(shí)，反射信號(hào)頻率將低于發(fā)射機(jī)頻率。

毫米波雷達(dá)測(cè)速范圍和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，目標(biāo)靠近雷達(dá)做徑向運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)速度為負(fù)；目標(biāo)遠(yuǎn)離雷達(dá)做徑向運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)速度為正。測(cè)速精度數(shù)據(jù)取決于信噪比（衡量雷達(dá)接收信號(hào)質(zhì)量的單位）。信噪比高不高，是衡量毫米波雷達(dá)的目標(biāo)檢測(cè)性能是否強(qiáng)大的根本參數(shù)。

3、測(cè)角原理

關(guān)于毫米波雷達(dá)目標(biāo)方位角的測(cè)量，是通過并列的接收天線收到同一目標(biāo)反射的雷達(dá)波相位差計(jì)算得到目標(biāo)的方位角。原理如下圖所示：其中方位角可以通過兩個(gè)接收天線 RX1 和 RX2 之間的幾何距離 d 以及兩天線收到雷達(dá)回波的相位差 b 通過簡(jiǎn)單的三角函數(shù)計(jì)算得到。

在角度測(cè)量中，毫米波雷達(dá)可以通過MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出）天線陣列增加系統(tǒng)虛擬孔徑，進(jìn)而獲得更高的分辨率。

（五）系統(tǒng)組成

毫米波雷達(dá)系統(tǒng)主要由天線、射頻前端組件、數(shù)字信號(hào)處理器和雷達(dá)控制電路等組成。

射頻前端組件：負(fù)責(zé)毫米波信號(hào)調(diào)制、發(fā)射、接收以及回波信號(hào)的解調(diào)。單片微波集成電路（MMIC）大大簡(jiǎn)化了雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，集成度高、成本低且成品率高，更適合于大規(guī)模生產(chǎn)，是目前主流的毫米波雷達(dá)射頻前端組件集成方式。

數(shù)字信號(hào)處理器：通過嵌入不同的信號(hào)處理算法，提取從前端采集得到的中頻信號(hào)，獲得特定類型的目標(biāo)信息。毫米波雷達(dá)的數(shù)字處理主要算法包括：陣列天線波速形成和掃描算法、信號(hào)預(yù)調(diào)理、雜波處理算法、目標(biāo)檢測(cè) / 測(cè)量的算法、目標(biāo)分類與跟蹤算法以及信息融合算法。數(shù)字信息處理是毫米波雷達(dá)穩(wěn)定性、可靠性的核心。

天線：可以發(fā)射和接收毫米波，是毫米波雷達(dá)的重要部件，體積小，通常集成在 PCB 板上，按照天線模式可分為遠(yuǎn)程雷達(dá)（開口約 30°，200m）、中程雷達(dá)（開口約 60°，100m）和近程雷達(dá)（開口約 120°，30m）。

控制電路：根據(jù)信號(hào)處理器獲得的目標(biāo)信息，結(jié)合雷達(dá)終端動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，最終通過主處理器進(jìn)行智能處理，對(duì)雷達(dá)終端前方出現(xiàn)的障礙物進(jìn)行分析判斷，迅速做出處理和發(fā)出指令，及時(shí)傳輸給報(bào)警顯示系統(tǒng)和制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)。

二、毫米波雷達(dá)應(yīng)用

（一）應(yīng)用范圍

毫米波雷達(dá)應(yīng)用范圍涵蓋車規(guī)級(jí)、工業(yè)級(jí)、消費(fèi)級(jí)和醫(yī)療級(jí)四類。主要應(yīng)用場(chǎng)景如圖所示。

汽車級(jí)應(yīng)用是毫米波雷達(dá)最早的商用場(chǎng)景，同時(shí)也是當(dāng)前毫米波雷達(dá)最大的應(yīng)用市場(chǎng)；工業(yè)級(jí)應(yīng)用主要包括智能交通、安防監(jiān)控、智能裝備、智能樓宇、工業(yè)測(cè)量等領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景最為廣泛，同時(shí)具備附加值高的特點(diǎn)；消費(fèi)級(jí)應(yīng)用主要包括智能家居、智慧康養(yǎng)、消費(fèi)電子等，是近兩年興起速度較快、關(guān)注度較高的新興應(yīng)用領(lǐng)域，未來具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（二）使用頻率

毫米波雷達(dá)有24GHz、60GHz、77GHz、80GHz、120GHz 等頻段產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)常用的毫米波雷達(dá)頻段為24GHz、60GHz 和 77GHz 這三個(gè)頻段。24G 毫米波雷達(dá)在各方面性能比較成熟，且成本較低，適用的領(lǐng)域會(huì)更廣，例如交通、安防、智能家居、康養(yǎng)醫(yī)療等等；77GHz 毫米波雷達(dá)在精度上相比 24GHz 更高，主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，且應(yīng)用規(guī)模已超過 24GHz。

（三）工作體制

根據(jù)輻射電磁波方式不同，毫米波雷達(dá)主要有脈沖體制以及連續(xù)波體制兩種。其中連續(xù)波又可以分為 FSK（頻移鍵控）、PSK（相移鍵控）、CW（恒頻連續(xù)波）、FMCW（調(diào)頻連續(xù)波）等方式，圖表中對(duì)比了不同工作體制的優(yōu)勢(shì)和不足。

目前，連續(xù)波體制中的調(diào)頻連續(xù)波 FMCW 是主流方案。調(diào)頻連續(xù)波是連續(xù)發(fā)射調(diào)頻信號(hào)，以測(cè)量距離、角度和速度等。調(diào)頻連續(xù)波不僅能同時(shí)測(cè)出多個(gè)目標(biāo)的距離和速度信息，還可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤。相對(duì)其他電磁波雷達(dá)，調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的發(fā)射功率較低、且成本較低，被毫米波雷達(dá)廠商廣泛使用。

（四）競(jìng)品對(duì)比

毫米波雷達(dá)具有探測(cè)性能穩(wěn)定、作用距離較長(zhǎng)、環(huán)境適用性好等特點(diǎn)。與超聲波雷達(dá)相比，毫米波雷達(dá)具有體積小、質(zhì)量輕和空間分辨率高的特點(diǎn)。與紅外、激光、攝像頭等光學(xué)傳感器相比，毫米波雷達(dá)穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)，具有全天候全天時(shí)的特點(diǎn)。各類傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)如圖表所示。

審核編輯 黃宇